0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Облачная фотограмметрия, или Делаем 3D-модель по фотографии

Облачная фотограмметрия, или Делаем 3D-модель по фотографии

Анонс: Мы уже рассматривали создание несложного лазерного 3D-сканера. Теперь обратимся к более простому в реализации методу оцифровки объекта и создания его трёхмерной модели. Нам понадобится только фотоаппарат и немного свободного времени

Всё же фотограмметрией данный метод можно назвать с некоторой натяжкой. В чём заключается его идея? Всё очень просто. Мы делаем некоторое количество фотографий одного и того же объекта, причём так, чтобы изображения с двух разных точек съёмки немного пересекались. На основании этих данных можно построить трёхмерную модель снимаемого объекта. Если делать это вручную, то можно получить близкий к идеальному результат. Однако времени на это уйдёт очень много. По-хорошему надо учитывать и множество других факторов: угол наклона и позицию камеры, искажения изображения из-за несовершенства оптики и так далее.

Прикинув объём ручной работы, многие сразу теряют всякий интерес к подобным затеям. Но не всё так плохо. В мире софта уже давно есть программы, которые заметно облегчают этот процесс или как минимум автоматизируют ряд действий. Но и у них есть пара заметных недостатков. Во-первых, для любительских экспериментов стоят они больно много. Во-вторых, эти программы порой требуют значительных вычислительных мощностей. Что же делать? Решение очень простое — воспользоваться специализированными сайтами или, если хотите, облачными сервисами.

Такой подход разом избавляет нас от массы трудностей. Остаётся только сделать подходящие фотографии или снять видео, залить все это на сервер, а на выходе получить приемлемый результат. Недостатки этого метода очевидны: мы не можем контролировать процесс создания 3D-модели и нам приходится ждать, пока обрабатываются исходные данные. Впрочем, для апробирования методики можно с этим смириться. Тем более что рассматриваемые нами сервисы совершенно бесплатны.

Итак, первый сервис, о котором пойдёт речь, — это разработка известной компании Autodesk под названием 123D Catch. Данная программа по сути является клиентом к облачному сервису. Через неё мы отправляем фотографии на удалённый сервер, где и происходит вся обработка. Для скачивания программы надо зарегистрироваться или авторизоваться с помощью учетной записи Facebook. Проект пока что находится на стадии бета-тестирования и не отличается стабильностью, так что с некоторыми его глюками и тормозами придётся смириться. После установки программы на ПК можно приступать к фотосъёмке нужного нам объекта. Для начала настоятельно рекомендуется ознакомиться с обучающими видео. В первом из них приведены основные советы по правильной съёмке объектов.

В принципе, их (советов или требований) не так уж много. Надо избегать прозрачных или блестящих поверхностей и бликов. Не рекомендуется попадание в кадр повторяющихся текстур. Также объект всегда должен быть неподвижным — надо самому перемещаться с камерой вокруг него. Опять-таки кадры должны хоть немного перекрываться. Ну и надо следить за освещением. Желательно чтобы оно было достаточным (без шумов в кадре) и более-менее равномерным. Использование вспышки не рекомендуется. Использовать ли зеркалку или простую мыльницу, а то и вовсе камеру в смартфоне — не так уж принципиально. Лишь бы кадры не были размытыми, а снимаемый объект оставался в фокусе. И ещё один нюанс: особого смысла делать фотографии с полным разрешением в десяток-другой мегапикселей смысла нет. Достаточно будет 3-4 мегапикселей. Важнее, чтобы объект занимал по возможности большую часть кадра. И ещё, ни в коем случае не используйте телескопические или fish-eye объективы!

В любом случае всё «приходит с опытом». Придётся отснять не один десяток фотографий, прежде чем получится достойная модель. Потренируйтесь сначала на каких-нибудь простых геометрических фигурах, расположенных на однородном фоне. Кстати, попытка воссоздать сложные поверхности вроде меха или волос практически наверняка будет провальной. А пока рассмотрим вкратце работу с программой. Тут всё очень просто. После запуска кликаем Create a new Photo Scene и выбираем фотографии, по которым будет строиться объект. Для начала стоит взять набор из 15-20 кадров, снятых с разных ракурсов, но под одним углом к поверхности, на которой стоит объект. Потом можно будет добавить к сцене и другие фото.

Нажимаем кнопку Compute Photo Scene, вводим имя и e-mail и соглашаемся с условиями использования сервиса. Обязательно вводите рабочий почтовый адрес, так как на него потом будут приходить уведомления и ссылки на готовые сцены. Впрочем, если у вас есть желание и время, то в следующем диалоге можно выбрать Wait вместо Email Me. Тогда программа свернётся и в фоне загрузит все фотографии на сервер, дождётся результата и снова активируется. В среднем загрузка файлов на сервер занимает несколько минут, а время выдачи готового результата составляет не более 10-15 минут. Если вы добавляете к сцене ещё несколько фотографий или меняете её, то все файлы заново заливаются на сервер и обсчитываются, что несколько раздражает.

Через некоторое время в 123D Catch будет загружена готовая сцена (в настройках можно задавать её качество, то есть детализацию). Эту сцену необходимо сохранить в небольшой 3dp-файл, который можно будет открыть и на другом ПК, так как фотографии и всё остальное всё равно будет загружено с серверов Autodesk. Готовую сцену можно экспортировать в некоторые популярные форматы (DWG, OBJ и другие). В идеальном случае сервис автоматически будет «сшивать» фотографии в 3D-модель. Но и ему свойственно ошибаться. Необработанные кадры помечаются иконкой с восклицательным знаком. Их можно удалить или же вручную откорректировать, кликнув правой кнопкой мыши и выбрав пункт Manual Stitch.

В открывшемся окне надо отметить одни и те же точки (желательно все четыре) на трёх выбранных фотографиях. После выбора точки на одной-двух фотографиях программа зачастую сама предлагает точку на третьей. Можно кликнуть по ней и точно спозиционировать её при большом увеличении. После корректировки модель снова отправится на обсчёт в облако. Помимо экспорта объекта можно сделать видеоролик, задав позиции камеры и задержку на каждой из них. Например, облёт вокруг модели или панораму (если вы снимали какую-нибудь площадь, находясь в её центре). Видео кодируется уже на клиентской машине, а не в облаке.

Теперь перейдём к двум другим бесплатным сервисам — Hypr3D и My3DScanner, которые отличаются от 123D Catch несколько менее детализированными 3D-моделями на выходе. Оба требуют обязательной регистрации и не предполагают какого-либо вмешательства в процесс рендеринга модели. То есть после загрузки фото или видео вам остаётся только ждать готового результата или, если не повезёт, сообщения об ошибке. Поэтому здесь гораздо важнее сразу же сделать хорошие исходные фотографии. По большому счёту рекомендации по съёмке остаются такими же, как и для 123D Catch. Но есть несколько важных нюансов. Просмотрите список наиболее частых ошибок с примерами того, как делать не надо.

Опять-таки не годятся прозрачные или бликующие, а также движущиеся объекты, нетекстурированный фон (или с повторяющейся структурой), объективы с сильными искажениями, очень однородный или движущийся фон, расфокусировка и смазанность в кадре, неровное и недостаточное освещение, сильный шум на фото и так далее. Съёмка также должна вестись при перемещении камеры вокруг объекта. В итоге должно получиться где-то от 30 до 60 кадров с одним и тем же углом наклона камеры. Короче говоря, здесь тоже придётся помучиться, прежде чем начнут получаться хорошие 3D-модели.

Перейдём к особенностям работы с указанными сервисами. Начнём с Hypr3D. Нажимаем кнопку Upload и переходим к загрузке исходных файлов. Выбираем нужные изображения или видео, вбиваем название и теги для нашего проекта и жмём Submit for processing. У этого сервиса один нюанс: он без проблем работает с видео, снятым на iPhone/iPod Touch (обычно хватает полуминутного ролика с «облётом» объекта), но для всех прочих требует наличия thm-файла. Впрочем, сервису удалось успешно скормить файлы MOV и 3GP, снятые смартфонами.

Обычно отрисовка модели на основе фотографий занимает не более получаса. А вот работа с видеофайлами идёт гораздо дольше, так как фактически они разбиваются на отдельные кадры, что само по себе занимает минимум 20-30 минут. Готовую модель можно просмотреть вместе с текстурами в виде полигональной сетки или облака точек. По умолчанию она выставляется на всеобщее обозрение посетителям сервиса. Сцены экспортируются в форматы DAE, PLY или STL. Последний сразу же можно отправить печататься на 3D-принтере. У Hypr3D есть также платные опции редактирования модели и подготовки её к 3D-печати, а также собственно создания модели из металла, пластика, керамики и других материалов.

Немного о фотограмметрии или создании модели из фото

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Продолжаю рассказывать о своих находках, может кому-нибудь пригодится.

Как-то раз мне понадобилось отсканировать керамическую фигурку для её увеличения и распечатки в пластике. Поиск в сети дал результат — материал ‘Создание 3D модели голени’. Там весьма подробно описан процесс, за что автору спасибо, но есть некоторые мелочи, которые позволяют значительно улучшить результат.

Для сканирования нашего объекта (возьмём безе, оно же меренги) понадобится:

— любой фотоаппарат (хватит и мобильника, но лучше зеркалка для того, чтобы обеспечить хорошую глубину резкости)

— Meshlab c официального сайта http://www.meshlab.net/ — open-source программа Visual-SFM (автор Changchang Wu) http://ccwu.me/vsfm/ , точно работает версия Windows 64 bit, Windows 64 bit Cuda не испытывал, у кого получится с ней или с другими, отпишитесь

— дополнительный софт к программе Visual SFM https://code.google.com/archive/p/osm-bundler/downloads, качать папку osm-bundler-pmvs2-cmvs-full-32-64.zip — поднос Снудда из Ikea чтобы удобно было крутить объект, если нет, то пойдет и лист А4 с напечатанным текстом

— желательно производительный компьютер, время обработки напрямую зависит от мощности системы

А) Установка софта

1. Качаем и ставим Мешлаб

2. Скачиваем Visual, распаковываем и кидаем на рабочий стол или в папку, ВЕСЬ путь к которой НЕ содержит кириллицу (софт не понимает ничего, кроме английского)

3. Скачиваем дополнительный софт к программе Visual SFM, распаковываем, переходим

osm-bundler — osm-bundlerWin64 – software – pmvs – bin, копируем файлы в папку

Повторяем с содержимым из osm-bundler — osm-bundlerWin64 – software – bundler – bin и

osm-bundler — osm-bundlerWin64 – software – cmvs – bin

Там, где при копировании в папку VisualSFM_windows_64bit просит заменить уже существующие файлы, заменяем.

4. Опционально — чтобы ноут не перегрелся, Панель управленияВсе элементы панели управленияЭлектропитаниеИзменение параметров схемы — изменить дополнительные параметры питания – управление питанием процессора – выставить максимум на 90 процентов

Читать еще:  Старт ЗБТ Gwent: The Witcher Card Game перенесли на октябрь

Софт и железо готовы.

Здесь несколько особенностей:

1. Программа создает облако точек, чтобы «увидеть» одну и ту же точку на разных фотографиях, ей нужны контрастные переходы. Кто фотографировал, знает, что автофокус хорошо цепляется там, где изображение имеет цветовой и световой переход. Софт видимо работает так же, как и автофокус на камере. Поэтому идеальный вариант для фотограмметрии – объект с матовой цветной поверхностью. Черный не распознает, слишком темный тоже.

2. Если объект глянцевый как керамическая статуэтка – делаем его пятнистым и полосатым с помощью водорастворимого красителя (детские фломастеры для разукрашивания лица). Так программа сможет «ухватиться» за похожие точки на разных фотографиях.

3. Работает принцип – софт видит только то, что видим мы на фотографиях, если нужно проработать какую-то часть, то ее нужно отфотографировать поближе

4. Фотографии должны быть качественными, резкими, сделаны при хорошем освещении.

5. Фотографировать можно обходя объект по кругу или вращая его на подносе. При этом область вокруг объекта тоже должна вращаться (если положить на наш поднос подушку, которая полностью закроет поднос, софт ее не распознает – будет думать, что все фото сделаны из одной точки, нужна имитация «обхода» объекта)

Клеим А4 с текстом (чтобы софт видел основание) на поднос, ставим объект на поднос, закрепляем камеру на штативе или держим в руках, стоим на месте, фотографируем каждый раз вращая поднос на 7-10 градусов.

Если фигурка маленькая с простой геометрией (типа безе) для отличного качества хватает 50 фотографий. Если статуэтка – 80. Чем больше, тем лучше, но дольше просчет модели.

B) Работа в программе

1. Открываем VisualSFM, загружаем фотографии (open Multiimages), выбираем все нас интересующие. Ждём. Под кнопкой File есть пиктограмма листа бумаги – это лог программы, можно кликнуть и наблюдать за тем, что происходит

3. В конце выбираем папку, куда сохранить проект (только латиница в пути папки!)

4. После просчета находим файл ply. в папке проекта.

5. Открываем файл в Мешлаб, чистим модель от ненужного – сначала выбираем (левая стрелка), потом удаляем (правая стрелка)

6. Создаем полнотелую модель из облака точек: Filters, Remeshing Simplification and Reconstraction, Screened poison Surface Reconstraction, откроется окно, Reconstraction depth меняем на 9 и жмём ок.

7. Дальше File — Export Mesh, сохраняем в stl.

8. Открываем в Repetier Host, увеличиваем по максимуму и сохраняем через Repetier Host в stl. Каким то образом при этом значительно уменьшается вес самого файла.

9. Если есть какие-то ненужные пузыри, то отрезаем в редакторе типа Netfabb.

Готово. Если есть рац.предложения, как сделать качественнее или быстрее, просьба написать в комментариях.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Создаем 3D-модель из фотографий

Будь это в качестве персонального подарка или украшением для комнаты дома, создание 3D-печати из фотографии предоставляет множество возможностей для улучшения мира вокруг нас.

Существует немало вариантов 3D-печати фотографий, и для этого совсем не обязательно являться профессиональным 3D-художником. Все, что потребуется, это фотографии, сделанные с высоким разрешением и немножко навыков 3D-печати. И, самое главное, время.

Создавать 3D-модели — это самая трудная и единственная часть процесса, и, как правило, не существует легкого пути к этому. Вам придется выучить и хорошенько освоить несколько хитростей.

Учимся превращать изображения в 3D-модель

Длительность создания 3D моделей из фотографий зависит от их количества. Если будете работать с одним снимком, то результат не будет таким, в сравнение с использованием нескольких, так как в этом случае гарантируются более детальная и точная 3D-модель.

Для одной фотографии понадобится:

1. Smoothie 3D, бесплатная онлайн-платформа,

2. инструмент выдавливания, который имеется во многих программах CAD,

3. инструмент с искусственным интеллектом

Дальше будем подробнее рассматривать каждый из предоставленных четырех вариантов, прежде чем начать перевоплощать несколько фотографий.

Единственная фотография: Smoothie 3D

Smoothie 3D выступает в качестве бесплатной онлайн-платформы, которая используется для создания 3D-моделей из одной картинки. Программным обеспечением используется один снимок, чтобы создать онлайновую цифровую модель, предоставляющею то, что вы получите, при использовании сканирования или фотограмметрии.

К сожалению, данное ПО не является результативным, когда вам нужны асимметричные модели с большим количеством деталей. В реальности, Smoothie 3D требует немножко «подрисовки» (в приложении), для превращения этих деталей в текстурированные 3D-модели. Этот процесс займет немного времени, если вам знакомы нюансы интерфейса программного обеспечения.

Когда будет завершен этап моделирования, вы можете распечатать самостоятельно, либо передать свой дизайн в службу 3D-печати.

Smoothie-3D предоставляется простое решение и печатаются фотографий 3D максимально просто. Самым приятным является то, что не требуется никакого предварительного опыта моделирования, и при этом, вам не нужно загружать какое-либо ПО на ваш компьютер.

Фотография: инструмент выдавливания

Данным инструментом создается новая геометрия из граней, вершин или ребер. Это способствует созданию третей оси из вашего 2D файла (снимка) на основе некоторых алгоритмов. Вы обретете новую геометрию, а ваша модель будет обладать объемом.

В цело, указанный инструмент используется в ПО автоматизированного проектирования (САПР). Таким образов ваша основная задача — выбрать инструмент САПР, лучше всего вам подходящий, будь то профессиональный инструмент или что-то более простое.

Фотография: инструмент искусственного интеллекта

В сентябре 2017 года миру был представлен инструмент на основе искусственного интеллекта, который способен превращать фотографию вашего лица в 3D-модель. Инструмент был результатом исследования двух британских университетов, которые научили систему искусственного интеллекта экстраполировать лицо из одной фотографии, подавая на нее множество фотографий и соответствующих 3D-моделей.

Возможно легко создавать 3D-модели, применяя подобные приложения в современном цифровом мире.

Фотография: Литофан

Литофан является изображением, которое «вырезано» из полупрозрачного материала, благодаря ему подсветка раскрывает содержимое.

Для создания литофана, вам сначала нужно создать 3D-модель из вашей фотографии. Вот некоторые инструменты, которые вы можете использовать:

1. Изображение в литофан (бесплатно и легкодоступно)

3. Cura (13.11 и выше).

Когда вы имеете STL-файл, необходимо загрузить его в программу слайсера, чтобы разделить его на слои, которыми будет руководствоваться ваш принтер. Затем можете распечатать.

Рекомендуется использовать принтер SLA (стерео литография) с высоким разрешением по сравнению с обычными принтерами FDM. Согласно практике, FDM принтеры производят толстые слои, которые будут влиять на внешний вид вашего изображения.

Пробуем работать с несколькими фотографиями

Хороший результат можно получить, если использовать несколько фотоснимков. Можете, безусловно, пользоваться некоторыми из тех же инструментов, описанных выше. Однако, если вы интересуетесь более детальной моделью, следует обратиться за услугами к 3D-дизайнеру, либо приступить к изучению возможностей таких инструментов, как Zbrush.

В конце концов, существует опция фотограмметрии, включающая в себя несколько фотографий вашего объекта и сбор серии точек в пространстве из изображений. Если вами будет избран именно этот путь, обязательно сделайте много снимков вашего объекта под максимально возможным углом. Затем, необходимо загрузить личные фотоснимки в программное обеспечение для фотограмметрии, для дальнейшего создания 3D-файла для печати.

Также следует обратить внимание на тот факт, что вам потребуются иметь высококачественные изображения, если вы хотите получить отличную визуализацию вашей 3D-модели. Так как 3D печать с фотографий во многом зависит от качества ваших фотографий.

Несколько фотографий: Оптимизация ваших фотографий

Для того, чтобы оптимизировать свои фотографии, вам понадобится следующее:

1. Цифровая камера высокого разрешения: вам нужны цифровые файлы, и они требуются безусловно в высоком качестве.

2. Осветительное устройство. Правильное освещение — это прямой ключ к улучшению вашей съемки.

3. Штатив: поможет максимально стабилизировать объект съемки и камеру.

Ниже предоставлен список вещей, на которые следует обращать внимание при съемке:

2. Равномерное освещение.

Вами могут быть использованы несколько программ, чтобы редактировать фотографии:

2. Adobe Lightroom.

Несколько фотографий: 3D-моделирование

Если у вас имеется возможность, то обязательно следует сделать от 30 до 40 снимков под разными углами. Помимо этого желательно убедиться, что они высокого качества, прежде чем загружать их в свое программное обеспечение для фотограмметрии. Дальше нами предоставлен список нескольких примеров инструментов:

Волшебство трехмерного сканирования осуществляется посредством некоторых алгоритмов. Когда вы обладаете хорошим набором фотографий, большая часть работы остается за программным обеспечением.

Несколько фотографий: Проверяем свою созданную модель

Безусловно, что вы с легкостью и невооруженным глазом сможете заметить любые проблемы с вашей моделью. Если даже и ничего такого не наблюдаете, то продолжайте изменять углы обзора, потому что некоторые недостатки трудно обнаружить на первый взгляд. Внимательно исследуйте и изучите каждую структурную деталь.

Некоторые недостатки с легкостью исправляются с помощью инструментов сглаживания и лепки. Но если вами начинает наблюдаться тот факт, что ваша модель слишком отличается от исходного объекта, вам может потребоваться сделать новый набор фотографий. Вероятнее всего, это будет лучшим вариантом, чтобы избежать возможных разочарований при обработке моделей. Необходимо помнить и уяснить следующее — чем точнее ваши фотографии, тем лучшим будет результат.

Облачная фотограмметрия, или Делаем 3D-модель по фотографии

Всё же фотограмметрией данный метод можно назвать с некоторой натяжкой. В чём заключается его идея? Всё очень просто. Мы делаем некоторое количество фотографий одного и того же объекта, причём так, чтобы изображения с двух разных точек съёмки немного пересекались. На основании этих данных можно построить трёхмерную модель снимаемого объекта. Если делать это вручную, то можно получить близкий к идеальному результат. Однако времени на это уйдёт очень много. По-хорошему надо учитывать и множество других факторов: угол наклона и позицию камеры, искажения изображения из-за несовершенства оптики и так далее.

Прикинув объём ручной работы, многие сразу теряют всякий интерес к подобным затеям. Но не всё так плохо. В мире софта уже давно есть программы, которые заметно облегчают этот процесс или как минимум автоматизируют ряд действий. Но и у них есть пара заметных недостатков. Во-первых, для любительских экспериментов стоят они больно много. Во-вторых, эти программы порой требуют значительных вычислительных мощностей. Что же делать? Решение очень простое воспользоваться специализированными сайтами или, если хотите, облачными сервисами.

Такой подход разом избавляет нас от массы трудностей. Остаётся только сделать подходящие фотографии или снять видео, залить все это на сервер, а на выходе получить приемлемый результат. Недостатки этого метода очевидны: мы не можем контролировать процесс создания 3D-модели и нам приходится ждать, пока обрабатываются исходные данные. Впрочем, для апробирования методики можно с этим смириться. Тем более что рассматриваемые нами сервисы совершенно бесплатны.

Итак, первый сервис, о котором пойдёт речь, это разработка известной компании Autodesk под названием 123D Catch. Данная программа по сути является клиентом к облачному сервису. Через неё мы отправляем фотографии на удалённый сервер, где и происходит вся обработка. Для скачивания программы надо зарегистрироваться или авторизоваться с помощью учетной записи Facebook. Проект пока что находится на стадии бета-тестирования и не отличается стабильностью, так что с некоторыми его глюками и тормозами придётся смириться. После установки программы на ПК можно приступать к фотосъёмке нужного нам объекта. Для начала настоятельно рекомендуется ознакомиться с обучающими видео. В первом из них приведены основные советы по правильной съёмке объектов.

Читать еще:  Quantum Fireball Plus LM 10,2 Gb

В принципе, их (советов или требований) не так уж много. Надо избегать прозрачных или блестящих поверхностей и бликов. Не рекомендуется попадание в кадр повторяющихся текстур. Также объект всегда должен быть неподвижным надо самому перемещаться с камерой вокруг него. Опять-таки кадры должны хоть немного перекрываться. Ну и надо следить за освещением. Желательно чтобы оно было достаточным (без шумов в кадре) и более-менее равномерным. Использование вспышки не рекомендуется. Использовать ли зеркалку или простую мыльницу, а то и вовсе камеру в смартфоне не так уж принципиально. Лишь бы кадры не были размытыми, а снимаемый объект оставался в фокусе. И ещё один нюанс: особого смысла делать фотографии с полным разрешением в десяток-другой мегапикселей смысла нет. Достаточно будет 3-4 мегапикселей. Важнее, чтобы объект занимал по возможности большую часть кадра. И ещё, ни в коем случае не используйте телескопические или fish-eye объективы!

В любом случае всё «приходит с опытом». Придётся отснять не один десяток фотографий, прежде чем получится достойная модель. Потренируйтесь сначала на каких-нибудь простых геометрических фигурах, расположенных на однородном фоне. Кстати, попытка воссоздать сложные поверхности вроде меха или волос практически наверняка будет провальной. А пока рассмотрим вкратце работу с программой. Тут всё очень просто. После запуска кликаем Create a new Photo Scene и выбираем фотографии, по которым будет строиться объект. Для начала стоит взять набор из 15-20 кадров, снятых с разных ракурсов, но под одним углом к поверхности, на которой стоит объект. Потом можно будет добавить к сцене и другие фото.

Нажимаем кнопку Compute Photo Scene, вводим имя и e-mail и соглашаемся с условиями использования сервиса. Обязательно вводите рабочий почтовый адрес, так как на него потом будут приходить уведомления и ссылки на готовые сцены. Впрочем, если у вас есть желание и время, то в следующем диалоге можно выбрать Wait вместо Email Me. Тогда программа свернётся и в фоне загрузит все фотографии на сервер, дождётся результата и снова активируется. В среднем загрузка файлов на сервер занимает несколько минут, а время выдачи готового результата составляет не более 10-15 минут. Если вы добавляете к сцене ещё несколько фотографий или меняете её, то все файлы заново заливаются на сервер и обсчитываются, что несколько раздражает.

Через некоторое время в 123D Catch будет загружена готовая сцена (в настройках можно задавать её качество, то есть детализацию). Эту сцену необходимо сохранить в небольшой 3dp-файл, который можно будет открыть и на другом ПК, так как фотографии и всё остальное всё равно будет загружено с серверов Autodesk. Готовую сцену можно экспортировать в некоторые популярные форматы (DWG, OBJ и другие). В идеальном случае сервис автоматически будет «сшивать» фотографии в 3D-модель. Но и ему свойственно ошибаться. Необработанные кадры помечаются иконкой с восклицательным знаком. Их можно удалить или же вручную откорректировать, кликнув правой кнопкой мыши и выбрав пункт Manual Stitch.

В открывшемся окне надо отметить одни и те же точки (желательно все четыре) на трёх выбранных фотографиях. После выбора точки на одной-двух фотографиях программа зачастую сама предлагает точку на третьей. Можно кликнуть по ней и точно спозиционировать её при большом увеличении. После корректировки модель снова отправится на обсчёт в облако. Помимо экспорта объекта можно сделать видеоролик, задав позиции камеры и задержку на каждой из них. Например, облёт вокруг модели или панораму (если вы снимали какую-нибудь площадь, находясь в её центре). Видео кодируется уже на клиентской машине, а не в облаке.

Теперь перейдём к двум другим бесплатным сервисам Hypr3D и My3DScanner, которые отличаются от 123D Catch несколько менее детализированными 3D-моделями на выходе. Оба требуют обязательной регистрации и не предполагают какого-либо вмешательства в процесс рендеринга модели. То есть после загрузки фото или видео вам остаётся только ждать готового результата или, если не повезёт, сообщения об ошибке. Поэтому здесь гораздо важнее сразу же сделать хорошие исходные фотографии. По большому счёту рекомендации по съёмке остаются такими же, как и для 123D Catch. Но есть несколько важных нюансов. Просмотрите список наиболее частых ошибок с примерами того, как делать не надо.

Пример съёмки объекта для Hypr3D

Опять-таки не годятся прозрачные или бликующие, а также движущиеся объекты, нетекстурированный фон (или с повторяющейся структурой), объективы с сильными искажениями, очень однородный или движущийся фон, расфокусировка и смазанность в кадре, неровное и недостаточное освещение, сильный шум на фото и так далее. Съёмка также должна вестись при перемещении камеры вокруг объекта. В итоге должно получиться где-то от 30 до 60 кадров с одним и тем же углом наклона камеры. Короче говоря, здесь тоже придётся помучиться, прежде чем начнут получаться хорошие 3D-модели.

Перейдём к особенностям работы с .указанными сервисами. Начнём с Hypr3D. Нажимаем кнопку Upload и переходим к загрузке исходных файлов. Выбираем нужные изображения или видео, вбиваем название и теги для нашего проекта и жмём Submit for processing. У этого сервиса один нюанс: он без проблем работает с видео, снятым на iPhone/iPod Touch (обычно хватает полуминутного ролика с «облётом» объекта), но для всех прочих требует наличия thm-файла. Впрочем, сервису удалось успешно скормить файлы MOV и 3GP, снятые смартфонами.

Обычно отрисовка модели на основе фотографий занимает не более получаса. А вот работа с видеофайлами идёт гораздо дольше, так как фактически они разбиваются на отдельные кадры, что само по себе занимает минимум 20-30 минут. Готовую модель можно просмотреть вместе с текстурами в виде полигональной сетки или облака точек. По умолчанию она выставляется на всеобщее обозрение посетителям сервиса. Сцены экспортируются в форматы DAE, PLY или STL. Последний сразу же можно отправить печататься на 3D-принтере. У Hypr3D есть также платные опции редактирования модели и подготовки её к 3D-печати, а также собственно создания модели из металла, пластика, керамики и других материалов.

My3DScanner генерирует субъективно менее качественные модели, чем Hypr3D. Тем не менее пользоваться им вполне можно. Начать создание проекта надо с выбора пункта My Studio Create. Задаём имя и загружаем фото или видео, обязательно упакованные в архив. Время обработки зависит от загруженности сервиса. На видео, естественно, уходит больше времени. А вообще даже примерные сроки назвать очень трудно. Один из тестовых примеров обработался за 20 минут, а на другой ушло почти три часа.

Модели можно просматривать в любом браузере с поддержкой WebGL в виде нетекстурированного объекта или облака точек. Экспорт доступен только в форматы OBJ и PLY. У My3DScanner есть забавный глюк: он нередко вполне успешно создаёт неплохую модель отснятого объекта, но при этом накрывает его своеобразным «куполом», тянущимся с краёв подставки, на которой стоит сам объект. В целях экономии создатели сервиса хранят готовые модели в течение нескольких дней, а потом удаляют. Так что позаботьтесь о сохранении ваших «оцифровок» в более надёжном месте.

У всех трёх сервисов качество готовых моделей хоть и удовлетворительное, но всё равно требует ручной доработки. В основном придётся «отрезать» лишние детали или подложку. По крайней мере большую часть работы по оцифровке объекта берёт на себя автоматика. После экспериментов с «облачными» сервисами можно потренироваться работать в standalone-приложениях вроде 3DSom (Strata Foto 3D CX), iModeller, PhotoModeller и других. Возни с ними больше, но и результат гораздо более впечатляющий. Ну а потом можно и вовсе окунуться в мир настоящего 3D-моделирования. Но это уже совсем другая история. Удачи!

Облачная фотограмметрия, или Делаем 3D-модель по фотографии

Всё же фотограмметрией данный метод можно назвать с некоторой натяжкой. В чём заключается его идея? Всё очень просто. Мы делаем некоторое количество фотографий одного и того же объекта, причём так, чтобы изображения с двух разных точек съёмки немного пересекались. На основании этих данных можно построить трёхмерную модель снимаемого объекта. Если делать это вручную, то можно получить близкий к идеальному результат. Однако времени на это уйдёт очень много. По-хорошему надо учитывать и множество других факторов: угол наклона и позицию камеры, искажения изображения из-за несовершенства оптики и так далее.

Прикинув объём ручной работы, многие сразу теряют всякий интерес к подобным затеям. Но не всё так плохо. В мире софта уже давно есть программы, которые заметно облегчают этот процесс или как минимум автоматизируют ряд действий. Но и у них есть пара заметных недостатков. Во-первых, для любительских экспериментов стоят они больно много. Во-вторых, эти программы порой требуют значительных вычислительных мощностей. Что же делать? Решение очень простое — воспользоваться специализированными сайтами или, если хотите, облачными сервисами.

Такой подход разом избавляет нас от массы трудностей. Остаётся только сделать подходящие фотографии или снять видео, залить все это на сервер, а на выходе получить приемлемый результат. Недостатки этого метода очевидны: мы не можем контролировать процесс создания 3D-модели и нам приходится ждать, пока обрабатываются исходные данные. Впрочем, для апробирования методики можно с этим смириться. Тем более что рассматриваемые нами сервисы совершенно бесплатны.

Итак, первый сервис, о котором пойдёт речь, — это разработка известной компании Autodesk под названием 123D Catch. Данная программа по сути является клиентом к облачному сервису. Через неё мы отправляем фотографии на удалённый сервер, где и происходит вся обработка. Для скачивания программы надо зарегистрироваться или авторизоваться с помощью учетной записи Facebook. Проект пока что находится на стадии бета-тестирования и не отличается стабильностью, так что с некоторыми его глюками и тормозами придётся смириться. После установки программы на ПК можно приступать к фотосъёмке нужного нам объекта. Для начала настоятельно рекомендуется ознакомиться с обучающими видео. В первом из них приведены основные советы по правильной съёмке объектов.

В принципе, их (советов или требований) не так уж много. Надо избегать прозрачных или блестящих поверхностей и бликов. Не рекомендуется попадание в кадр повторяющихся текстур. Также объект всегда должен быть неподвижным — надо самому перемещаться с камерой вокруг него. Опять-таки кадры должны хоть немного перекрываться. Ну и надо следить за освещением. Желательно чтобы оно было достаточным (без шумов в кадре) и более-менее равномерным. Использование вспышки не рекомендуется. Использовать ли зеркалку или простую мыльницу, а то и вовсе камеру в смартфоне — не так уж принципиально. Лишь бы кадры не были размытыми, а снимаемый объект оставался в фокусе. И ещё один нюанс: особого смысла делать фотографии с полным разрешением в десяток-другой мегапикселей смысла нет. Достаточно будет 3-4 мегапикселей. Важнее, чтобы объект занимал по возможности большую часть кадра. И ещё, ни в коем случае не используйте телескопические или fish-eye объективы!

В любом случае всё «приходит с опытом». Придётся отснять не один десяток фотографий, прежде чем получится достойная модель. Потренируйтесь сначала на каких-нибудь простых геометрических фигурах, расположенных на однородном фоне. Кстати, попытка воссоздать сложные поверхности вроде меха или волос практически наверняка будет провальной. А пока рассмотрим вкратце работу с программой. Тут всё очень просто. После запуска кликаем Create a new Photo Scene и выбираем фотографии, по которым будет строиться объект. Для начала стоит взять набор из 15-20 кадров, снятых с разных ракурсов, но под одним углом к поверхности, на которой стоит объект. Потом можно будет добавить к сцене и другие фото.

Читать еще:  Huawei Nova 4: смартфон с «дырявым» экраном и четырьмя камерами

Нажимаем кнопку Compute Photo Scene, вводим имя и e-mail и соглашаемся с условиями использования сервиса. Обязательно вводите рабочий почтовый адрес, так как на него потом будут приходить уведомления и ссылки на готовые сцены. Впрочем, если у вас есть желание и время, то в следующем диалоге можно выбрать Wait вместо Email Me. Тогда программа свернётся и в фоне загрузит все фотографии на сервер, дождётся результата и снова активируется. В среднем загрузка файлов на сервер занимает несколько минут, а время выдачи готового результата составляет не более 10-15 минут. Если вы добавляете к сцене ещё несколько фотографий или меняете её, то все файлы заново заливаются на сервер и обсчитываются, что несколько раздражает.

Через некоторое время в 123D Catch будет загружена готовая сцена (в настройках можно задавать её качество, то есть детализацию). Эту сцену необходимо сохранить в небольшой 3dp-файл, который можно будет открыть и на другом ПК, так как фотографии и всё остальное всё равно будет загружено с серверов Autodesk. Готовую сцену можно экспортировать в некоторые популярные форматы (DWG, OBJ и другие). В идеальном случае сервис автоматически будет «сшивать» фотографии в 3D-модель. Но и ему свойственно ошибаться. Необработанные кадры помечаются иконкой с восклицательным знаком. Их можно удалить или же вручную откорректировать, кликнув правой кнопкой мыши и выбрав пункт Manual Stitch.

В открывшемся окне надо отметить одни и те же точки (желательно все четыре) на трёх выбранных фотографиях. После выбора точки на одной-двух фотографиях программа зачастую сама предлагает точку на третьей. Можно кликнуть по ней и точно спозиционировать её при большом увеличении. После корректировки модель снова отправится на обсчёт в облако. Помимо экспорта объекта можно сделать видеоролик, задав позиции камеры и задержку на каждой из них. Например, облёт вокруг модели или панораму (если вы снимали какую-нибудь площадь, находясь в её центре). Видео кодируется уже на клиентской машине, а не в облаке.

Теперь перейдём к двум другим бесплатным сервисам — Hypr3D и My3DScanner, которые отличаются от 123D Catch несколько менее детализированными 3D-моделями на выходе. Оба требуют обязательной регистрации и не предполагают какого-либо вмешательства в процесс рендеринга модели. То есть после загрузки фото или видео вам остаётся только ждать готового результата или, если не повезёт, сообщения об ошибке. Поэтому здесь гораздо важнее сразу же сделать хорошие исходные фотографии. По большому счёту рекомендации по съёмке остаются такими же, как и для 123D Catch. Но есть несколько важных нюансов. Просмотрите список наиболее частых ошибок с примерами того, как делать не надо.

Пример съёмки объекта для Hypr3D

Опять-таки не годятся прозрачные или бликующие, а также движущиеся объекты, нетекстурированный фон (или с повторяющейся структурой), объективы с сильными искажениями, очень однородный или движущийся фон, расфокусировка и смазанность в кадре, неровное и недостаточное освещение, сильный шум на фото и так далее. Съёмка также должна вестись при перемещении камеры вокруг объекта. В итоге должно получиться где-то от 30 до 60 кадров с одним и тем же углом наклона камеры. Короче говоря, здесь тоже придётся помучиться, прежде чем начнут получаться хорошие 3D-модели.

Перейдём к особенностям работы с указанными сервисами. Начнём с Hypr3D. Нажимаем кнопку Upload и переходим к загрузке исходных файлов. Выбираем нужные изображения или видео, вбиваем название и теги для нашего проекта и жмём Submit for processing. У этого сервиса один нюанс: он без проблем работает с видео, снятым на iPhone/iPod Touch (обычно хватает полуминутного ролика с «облётом» объекта), но для всех прочих требует наличия thm-файла. Впрочем, сервису удалось успешно скормить файлы MOV и 3GP, снятые смартфонами.

Обычно отрисовка модели на основе фотографий занимает не более получаса. А вот работа с видеофайлами идёт гораздо дольше, так как фактически они разбиваются на отдельные кадры, что само по себе занимает минимум 20-30 минут. Готовую модель можно просмотреть вместе с текстурами в виде полигональной сетки или облака точек. По умолчанию она выставляется на всеобщее обозрение посетителям сервиса. Сцены экспортируются в форматы DAE, PLY или STL. Последний сразу же можно отправить печататься на 3D-принтере. У Hypr3D есть также платные опции редактирования модели и подготовки её к 3D-печати, а также собственно создания модели из металла, пластика, керамики и других материалов.

Все о создании 3D-моделей по фотографиям

Фотограмметрия – это процесс создания 3 D -моделей по фотографии. Сегодня фотограмметрия находит широкое применение для решения прикладных задач строительства, архитектуры, промышленного моделирования, а также в искусстве.

Фотограмметрия начала развиваться практически сразу с появлением фотографии, но вначале применялась только для воссоздания ландшафтов и построения топографических карт. Моделирование по фотографии позволяет быстро и просто создавать 3 D -модели, частично автоматизируя процесс за счет современного обеспечения. Таким способом трудно создавать сложные модели, но он применяется во многих направлениях.

Изготовление 3D- модели по фотографии : применение техники

3 D -моделирование по фотографии применяется в тех случаях, когда нет возможности воссоздать 3 D -модель по чертежам. К тому же, такая технология позволяет проводить моделирование крупных географических или промышленных объектов без проведения натурных измерений. Кроме того, этот вид моделирования полезен для проведения дистанционных замеров в условиях, где пребывание человека может быть небезопасным.

Игры и кино

Построение 3D-модели по фотографии часто применяется в игровой индустрии и мультипликации для прорисовки героев. За основу берутся реальные люди, а точнее их фотографии и с них делается модель. Такой прием позволяет реалистично передать черты лица и мимику.

При создании капитана Шепарда из Mass Effect за основу была взята внешность модели Марка Вандерлоо.

Многие известные актеры подарили внешность персонажам мультфильмов (и не только людям). Люси Лью стала Гадюкой из «Кунг-фу Панда», а Рианна – девочка Тип из м/ф «Дом».

Прототипирование

3D-моделирование по фотографии применяют для создания прототипа изделия. Например, если у вас есть пластиковый корпус и вам необходимо похожее изделие, можно сфотографировать существующий. В итоге вы получите 3 D -модель, которую сможете скорректировать. Это поможет оценить функциональность изделия еще до запуска массового производства.

Дизайн

Изготовление 3D-модели по фотографии иногда применяется в промышленном дизайне. Это позволяет быстро оценить масштабы работы по созданию полноценной рабочей модели. Тем не менее, такой способ не подходит для создания сложных изделий. В этом случае лучше создавать 3 D -модель с нуля.

Правила создания фотографий для построения 3D- моделей

Если вы хотите получить точную модель объекта, вам нужно придерживаться нескольких правил съемки объекта.

1. Объект всегда должен находиться в фокусе. Лучше всего расположить его на подвижной платформе, а камеру статично закрепить на небольшом расстоянии (если объект маленький). Это позволит вращать объект на заданный угол, и он всегда будет в центре.

2. Если объект слишком большой и его неудобно вращать (например, машина), придется вращать камеру. Это сильно усложняет процесс съемки – в каждом ракурсе нужно строго выдерживать расстояние до объекта, что требует проведения дополнительных расчетов. В таком случае можно рассмотреть другие варианты – вызов специалиста для проведения фотографирования или замеров. Также стоит рассмотреть вариант непосредственного снятия замеров с объекта.

3. Штатив должен быть оснащен «уровнем» для строгого позиционирования камеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

При создании трехмерной модели по фото необходимо как минимум три снимка объекта: сбоку, спереди и сверху. Фото в полупрофиле поможет сделать модель более точной, но не является обязательным для неодушевленных объектов.

Рекомендации

  • объект лучше поместить на однотонном фоне;
  • калибровочный стенд (лист бумаги с маркировкой) поможет повысить точность модели;
  • полученные изображения лучше конвертировать в формат jpg;
  • все изображения должны иметь одинаковую высоту и ширину;
  • изображения надо обязательно последовательно пронумеровать.

3D- модели по фотографии : программы

Для любительского создания псевдотрехмерных моделей по фотографиям существует разнообразное программное обеспечение. Обычно эти программы просты в освоении, в них все интуитивно понятно. Однако это обеспечение далеко от профессиональных 3 D -редакторов и часто используется при создании малобюджетных игр или анимации.

CrazyTalk – одна из лучших современных программ для создания лицевой анимации. Благодаря инструменту 3D Head Creation пользователи могут создать высокоточные модели, а имитация движения губ позволяет реализовать любой проект.

FaceGen Modeller применяется для разработки персонажей для компьютерных игр. С помощью ползунков можно легко менять внешний облик лица и быстро добиться желаемого результата.

Headshop — еще один редактор для моделирования лиц на основе портретных фото. После загрузки фото пользователю надо расставить опорные точки, после чего можно приступить к редактированию лица.

Strata Foto 3D – программа для создания 3 D -моделей с созданием масок. Модели могут быть экспортированы в Photoshop, где их можно разукрасить. Специальный плагин помогает программе определить положение камеры и автоматически воссоздавать объект в трехмерном пространстве. Эта программа может быть использована для создания 3 D -моделей для товаров интернет-магазинов.

360.3D – достаточно мощная программа, которая создает трехмерную модель на основе 4-8 фотографий. Программа предусматривает три уровня работы (новичок, профессионал и разработчик), что позволяет затрачивать минимум времени на освоение интерфейса. Программа часто используется для создания виртуальных туров и демонстрации товаров. Есть возможность настроить фон, свет, анимационные эффекты и пр.

123D – бесплатное приложение, которое позволяет создавать 3 D -модели по фотографиям с любой техники (смартфон, планшет, камера и т.п.). Это программа от лидера среди основных редакторов трехмерной графики Autodesk . Подходит как для новичков, так и для профессиональных пользователей.

Преимущества и недостатки метода 3D- моделирования по фотографии

3D-моделирования по фотографии имеет свои преимущества в следующих случаях:

  • когда отсутствуют чертежи изделия;
  • нет возможности провести натурныеизмерения объекта;
  • внутреннее устройство объекта не имеет значения;
  • для моделирования лиц при разработке компьютерных игр или мультипликации;
  • для создания виртуальных туров (ресторанов или салонов) и демонстрации товаров онлайн-магазинов;
  • 3 D -модель печатается одноразово и ее не качество играет особой роли.

Во всех вышеперечисленных случаях 3 D -моделирование по фото – незаменимый инструмент для быстрого и простого создания модели. К тому же, современное ПО позволяет существенно автоматизировать процесс без потери точности.

Недостатки 3 D -моделирования по фото:

  • для получения точной модели необходимы снимки высокого качества при правильной постановке кадров;
  • некоторые полученные модели требуют длительного последующего редактирования;
  • требует дополнительного моделирования внутреннего устройства детали;
  • полученные 3 D- модели могут существенно отличаться в относительных размерах от исходника.

Если вы хотите получить качественную 3 D модель, но у вас нет чертежей изделия или вам нужна анимация для игры, обращайтесь в компанию KLONA . Звоните нам по телефону, и мы подробнее опишем процесс моделирования по фото.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector