фотограмметрия что это такое
Фотограмметрия
Фотограмметрия появилась в середине XIX века, практически одновременно с появлением самой фотографии. Применять фотографии для создания топографических карт впервые предложил французский геодезист Доминик Ф. Араго примерно в 1840 г.
В простейшем случае пространственные координаты точек объекта определяются путём измерений, выполняемых по двум или более фотографиям, снятым из разных положений. При этом на каждом изображении отыскиваются общие точки. Затем луч зрения проводится от местоположения фотоаппарата до точки на объекте. Пересечение этих лучей и определяет расположение точки в пространстве. Более сложные алгоритмы могут использовать другую, известную заранее, информацию об объекте: например, симметрию составляющих его элементов, в определённых случаях позволяющую реконструировать пространственные координаты точек лишь по одному фотографическому изображению.
Алгоритмы, применяемые в фотограмметрии, имеют целью минимизировать сумму квадратов множества ошибок, решаемую обычно с помощью алгоритма Левенберга — Марквардта (или метода связок), основанного на решении нелинейных уравнений методом наименьших квадратов.
Содержание
Области применения фотограмметрии
Фотограмметрия находит применение в различных видах деятельности:
Общие принципы фотограмметрии
Фотограмметрия использует способы и приёмы различных дисциплин, в основном, заимствованные из оптики и проективной геометрии.
На схеме показаны четыре основных типа данных, которые могут быть как входными, так и выходными при производстве фотограмметрических работ:
К элементам внешнего ориентирования относятся трёхмерные координаты центра проекции, продольный и поперечный углы наклона снимка и угол поворота. К элементам внутреннего ориентирования относятся, в первую очередь, фокусное расстояние объектива (хотя может учитываться и характер искажений, вносимых при съёмке: например, дисторсия объектива, деформация фотоматериала и пр.) и двухмерные координаты главной точки.
Дополнительные наблюдения помогают точнее определять расстояния и координаты точек объекта, а также уточнять масштабы и саму систему координат.
Достоинства фотограмметрии
См. также
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Фотограмметрия» в других словарях:
фотограмметрия — фотограмметрия … Орфографический словарь-справочник
фотограмметрия — Дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения объектов по их фотоснимкам; наибольшее применение имеет при создании топографических карт. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС… … Справочник технического переводчика
Фотограмметрия — (от греч. phos, род. падеж photos свет, gramma запись, изображение и metreo измеряю * a. photogrammetry; н. Photogrammetrie; ф. photogrammetrie; и. fotogrametria) науч. техн. дисциплина, занимающаяся определением размеров, формы и… … Геологическая энциклопедия
ФОТОГРАММЕТРИЯ — Построение изображений предметов в горизонтальной или вертикальной плоскости по снятым предварительно фотографиям. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. фотограмметрия (фото. гр. gramma запись +… … Словарь иностранных слов русского языка
фотограмметрия — дисциплина, использующая фотоснимки для проведения топографической съемки и составления карт, в том числе трехмерных и гипсометрических. Идея использовать фотоснимки в картографии появилась вскоре после изобретения фотоаппарата в середине 19 в.… … Географическая энциклопедия
фотограмметрия — и, ж. photogrammétrie f., нем. Photogrammetrie < фото+ гр. gramma запись + metreo меряю. Прикладная наука, разрабатывающая превращение в точные планы воздушных перспективных фотоснимков. 1925. Вейгелин Сл. авиа. спец. Техническая дисциплина,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ФОТОГРАММЕТРИЯ — ФОТОГРАММЕТРИЯ, использование фотографических изображений для измерения расстояний и площадей в ГЕОДЕЗИИ. Фотографии, сделанные с самолетов или орбитальных спутников (см. СПУТНИК, ИСКУССТВЕННЫЙ) дают возможность использования точных измерений для … Научно-технический энциклопедический словарь
ФОТОГРАММЕТРИЯ — ФОТОГРАММЕТРИЯ, фотограмметрии, мн. нет, жен. (от греч. phos свет, gramma запись и metreo измеряю) (спец.). Определение истинной величины предмета путем измерения фотографического его изображения; составление планов местности по фотографическим… … Толковый словарь Ушакова
фотограмметрия — сущ., кол во синонимов: 1 • аэрофотограмметрия (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Фотограмметрия что это такое
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Термины и определения
Photogrammetry. Terms and definitions
Дата введения 2002-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом геодезии, аэросъемки и картографии (ЦНИИГАиК) 29-м Научно-исследовательским институтом Министерства обороны Российской Федерации, Кафедрой фотограмметрии Московского государственного университета геодезии, аэрофотосъемки и картографии (МИИГАиК)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 404 «Геодезия и картография»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 10 декабря 2001 г. N 523-ст
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2020 г.
Введение
Установленные в стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области фотограмметрии.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Помета, указывающая на область применения многозначного термина, приведена в круглых скобках светлым шрифтом после термина. Помета не является частью термина.
Приведенные определения можно, при необходимости, изменить, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.
В случае, когда в термине содержатся все необходимые и достаточные признаки понятия, определение не приводится и вместо него ставится прочерк.
Термины и определения общетехнических понятий, необходимые для понимания текста стандарта, приведены в приложении А.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области фотограмметрии.
Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы по фотограмметрии, входящих в сферу работ по стандартизации и (или) использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
Научная дисциплина и область техники, предметом которой является получение геометрической и семантической информации об объектах фотограмметрической съемки по их фотограмметрическим снимкам.
2 (фотограмметрический) снимок
Изображение объекта фотограмметрической съемки, зафиксированное на материальном носителе в аналоговом или цифровом виде, используемое для целей фотограмметрической обработки.
3 (фотограмметрическая) съемка
Технологический процесс получения фотограмметрического снимка
4 объект (фотограмметрической) съемки
Местность или предмет, отображенные на фотограмметрическом снимке
5 наземная фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к обработке фотограмметрических снимков, полученных с наземных пунктов или носителей съемочной системы
Раздел фотограмметрии, относящийся к обработке фотограмметрических снимков, полученных с воздушных носителей съемочной системы
7 космическая фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к обработке фотограмметрических снимков, полученных с космических носителей съемочной системы
8 фотограмметрия одиночного (фотограмметрического) снимка
Раздел фотограмметрии, относящийся к одновременной обработке двух и более фотограмметрических снимков одного объекта фотограмметрической съемки, полученных при разных положениях центра оптического проектирования съемочной системы
10 топографическая фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к созданию топографических карт и топографических планов
11 прикладная фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к получению геометрической и семантической информации об объектах фотограмметрической съемки в инженерных или научных целях
12 аналоговая фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к обработке аналоговых фотограмметрических снимков, обрабатываемых на оптико-механических устройствах
13 аналитическая фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к аналитическим методам обработки аналоговых фотограмметрических снимков
14 цифровая фотограмметрия
Раздел фотограмметрии, относящийся к аналитическим методам обработки цифровых фотограмметрических снимков
15 наземный (фотограмметрический) снимок
Фотограмметрический снимок, полученный с наземного пункта или подвижного наземного носителя съемочной системы
16 (фотограмметрический) аэроснимок
Фотограмметрический снимок, полученный с воздушного носителя съемочной системы
17 космический (фотограмметрический) снимок
Фотограмметрический снимок, полученный с космического носителя съемочной системы
18 кадровый (фотограмметрический) снимок
Фотограмметрический снимок, все элементы изображения которого формируются одномоментно в пределах заданной выдержки
19 плановый (фотограмметрический) снимок
Кадровый фотограмметрический снимок, полученный при угле наклона оптической оси съемочной камеры, не превышающем 3°
20 перспективный (фотограмметрический) снимок
Кадровый фотограмметрический снимок, полученный при заданном угле наклона оптической оси съемочной камеры, превышающем 3°
21 сканерный (фотограмметрический) снимок
Фотограмметрический снимок, элементы изображения которого формируются в различные моменты времени, каждому из которых соответствуют отличные друг от друга значения элементов внешнего ориентирования.
22 щелевой (фотограмметрический) снимок
Сканерный фотограмметрический снимок, элементы изображения которого формируются в пределах апертурной щели в результате перемещения оптического изображения объекта фотограмметрической съемки
23 панорамный (фотограмметрический) снимок
Сканерный (фотограмметрический) снимок, элементы изображения которого формируются центральным проектированием на цилиндрической предметной поверхности
24 зональный (фотограмметрический) снимок
Фотограмметрический снимок, полученный в заданном диапазоне длин волн электромагнитного излучения
25 (фотограмметрический) снимок в видимом диапазоне
Зональный фотограмметрический снимок, полученный в диапазоне длин волн электромагнитного излучения 0,37-0,77 мкм
26 инфракрасный (фотограмметрический) снимок
Зональный фотограмметрический снимок, полученный в диапазоне длин волн электромагнитного излучения 0,77-15 мкм
27 радиолокационный (фотограмметрический) снимок
Зональный фотограмметрический снимок, полученный в диапазоне радиоволн электромагнитного излучения
Основные элементы и параметры фотограмметрического снимка
28 центр (оптического) проектирования (фотограмметрического снимка)
Узловая точка объектива съемочной камеры, используемой для фотограмметрической съемки.
29 координатные метки (фотограмметрического снимка)
Маркированные точки, задающие систему координат фотограмметрического снимка и расположенные в плоскости прикладной рамки съемочной камеры, изображение которых регистрируется на снимке одновременно с изображением объекта фотограмметрической съемки
30 плоскость (фотограмметрического) снимка
Предметная плоскость съемочной камеры, на которую проектируется оптическое изображение объекта фотограмметрической съемки
31 точка (фотограмметрического) снимка
Фотограмметрия, как наука¶
После проведения аэрофотосъёмки или космической съёмки результаты снимков необходимо обработать. Именно этим и занимаемся такая наука как фотограмметрия.
Фотограмметрия — это научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением характеристик объектов, таких как форма, размеры, положение в пространстве и других свойств объектов, по фотографическим изображениям.
Дисциплина использует все существующие виды изображений, полученные с помощью фотокамер, цифровых камер, телевизионных камер, сканерных съемочных систем, радиолокационных и лазерных съемочных систем и т.д. и развивается по трем основным направлениям.
Первое направление связано с созданием карт и планов по снимкам. Это направление часто называют фототопографией.
Второе направление связано с применением фотограмметрии для решения прикладных задач в различных областях науки и техники: в архитектуре, строительстве, медицине, криминалистике, автомобилестроении, робототехнике, военном деле, геологии и т.д. Это направление в фотограмметрии называют наземной или прикладной фотограмметрией.
Третье направление – это космическая фотограмметрия. Снимки Земли, полученные из космоса, используются для изучения ее природных ресурсов и для контроля за охраной окружающей среды. Снимки других небесных тел, в частности Луны, Венеры, Марса, позволяют изучить их рельеф и получить много другой полезной информации.
Такое широкое применение фотограмметрии обусловлено следующими ее достоинствами:
Фотограмметрия как наука появилась в середине 19 столетия, через 13 лет после появления фотографии. Однако использование перспективных изображений при составлении топографических карт осуществлено значительно раньше. Теоретическое обоснование возможности определения формы, размеров и положения объекта в пространстве по его перспективному изображению было дано в 1759 году И. О. Ламбертом в работе «Свободная перспектива». В 1764 году великий русский ученый М. В. Ломоносов в инструкции для географических исследований России предложил составлять перспективные рисунки местности с помощью камеры-обскуры. В 1839 году французский ученый Ж. М. Дагер применил для фиксации изображения, получаемого с помощью такой камеры, светочувствительное серебро, которое наносилось на металлическую пластинку. На этой пластинке получалось позитивное фотографическое изображение. Так появилась фотография.
Применять фотографии для создания топографических карт впервые предложил французский геодезист Доминик Ф. Араго примерно в 1840 г., а в 1860 г. французский военный инженер Э. Лосседа выполнил фотографирование Парижа с воздушного шара и по фотоснимкам создал план, точность которого оказалась выше плана, полученного геодезическим методом. Этой работой было положено начало фотограмметрического метода съемки, который в последующие годы совершенствовался и стал применяться во многих странах.
В России первые фототопографические съемки были выполнены в 1891-1898 гг. инженерами Н.О. Виллером, Р.Ю. Тиле, П.И. Щуровым для целей трассирования железных дорог в Закавказье и Восточной Сибири.
В истории развития фотограмметрии можно выделить три основных периода, которые можно условно назвать как аналоговая, аналитическая и цифровая фотограмметрия.
Рисунок 1 – стереокомпаратор К. Пульфриха
Аналитическая фотограмметрия. Этот этап в развитии фотограмметрии начинается с появлением ЭВМ (примерно в 1950г.). Начиная с этого времени стали развиваться аналитические методы фотограмметрической обработки снимков, которые продолжают совершенствоваться и по настоящее время. В 1957 г. У.В. Хелава (Канада) разработал первый аналитический универсальный прибор, представляющий собой сочетание стереокомпаратора и электронной вычислительной машины. На стереокомпараторе выполнялись измерения координат точек снимков, а на ЭВМ – все преобразования этих измерений в проекцию карты. По сравнению с аналоговыми приборами аналитические позволяют значительно повысить точность обработки снимков и производительность. Таких приборов и систем было разработано достаточно много (Швейцария, Германия, Франция, Италия, Россия и Украина). В настоящее время они не выпускаются, но используются на производстве.
Цифровая фотограмметрия начала развиваться с появлением цифровых изображений. В начале 90-х годов прошлого столетия появились первые коммерческие цифровые фотограмметрические системы, позволяющие решать все фотограмметрические задачи на компьютере, включая стереоскопическое наблюдение и измерение снимков на экране компьютера. Отличительной особенностью цифровых фотограмметрических систем является возможность широкой автоматизации всех процессов преобразования снимков в карту. Это направление в развитии фотограмметрии в настоящее время является основным и уже широко применяется на производстве.
Современная технология обработки материалов аэрофототопографической съемки предполагает получение цифровых топографических или специальных карт (планов) соответствующего содержания:
Цифровая карта – это карта (план) в цифровой форме, обеспечивающей возможность ее хранения, манипулирования и отображения. При этом математическая основа цифровой карты, проекция, разграфка, точность и др. остаются такими же, как и для соответствующей ей аналоговой карты.
Цифровая модель местности (ЦММ) – совокупность информации о положении, характеристиках объектов местности, связях между ними, а также топографической поверхности, представленные в форме, доступной для обработки на программном обеспечении.
Основой для получения цифровой карты является цифровая модель местности (ЦММ), в составе которой можно выделить и цифровую модель рельефа (ЦМР).
Цифровая модель рельефа (ЦМР) – информация о рельефе местности, представленная совокупностью точек с известными координатами и высотами, связей между ними и способа определения высот новых точек по их известным плановым координатам.
Для решения задач цифровой фотограмметрии на современном этапе развития применяются полнофункциональные цифровые фотограмметрические системы, ориентированные на решение всего комплекса задач по созданию топографических и специальных карт и планов, эксплуатируются во многих специализированных топографо-геодезических и изыскательских организациях и не только.
Огромным плюсом сегодняшнего времени стало появление трёхмерных технологий, позволяющие получать модели цифровых карт, ЦММ и ЦМР в режиме 3D, что значительно усовершенствовало такую дисциплину как фотограмметрия.
На сегодняшний день можно смело сказать, что фотограмметрия переживает взрывной рост в архитектуре и строительстве, социально-культурной сфере, киноиндустрии и анимации в компьютерных играх.
Для примера возьмем мониторинг процесса строительства — весьма актуальная проблема. Уже несколько лет 3D модель объекта строительства используют для отображения прогресса стройки. Например, готовая в срок часть объекта на модели отображается зеленым, находящаяся в процессе — желтым, к строительству которой еще не приступили — серым (или скрыта вовсе), а просроченная — красным. Однако эти данные могут быть необъективны, так как не показывают непосредственно строительную площадку, а определить общий прогресс по фотографиям, как правило, довольно тяжело.
Фотограмметрия предлагает инновационное решение этой проблемы. Используется БЛА, который по заданной траектории облетает строительную площадку и производит аэрофотосъемку объекта. Далее массив фотографий выгружается в один из программных комплексов и производится сборка актуальной модели. Установив период облета, будь то неделя или месяц, удается отследить объективный прогресс строительства, который можно использовать для отчетов начальству. С помощью дополнительного ПО можно даже сравнивать эти две модели и подсвечивать разницу в них.
Рисунок 5 – Фотограмметрия в архитектуре
Социально-культурная сфера — это другая область инновационного применения фотограмметрии. Сейчас в музеях и выставочных центрах во всем мире наиболее популярна технология виртуального тура. Это набор сферических панорам, соединенных между собой ссылками для перехода. У нее определенно есть свои плюсы — это дешево, быстро и просто.
С помощью фотограмметрии можно создать интерактивный трехмерный тур в виртуальной реальности. Фотореалистичность, универсальность, интерактивность — отличие колоссальное. Цифровой камерой делается массив фотографий, например, скульптуры и комнаты, в которой она находится. Далее этот массив загружается в программные продукты, и после доработки специалистами на выходе мы имеем трехмерную комнату со скульптурой, которую можно буквально обойти вокруг и посмотреть со всех ракурсов.
В последние годы фотограмметрия нашла свое место в современной киноиндустрии, объемное изображение фильмов по так называемой 3D технологии получило особую популярность у молодежи. Главный метод мультипликации с ее самого начала развития всегда завораживал своими конечными результатами в виде популярных мультипликационных фильмов. А всем известный фильм «Аватар» Дж. Кэмерона был частично совмещен с анимацией и технологиями фотограмметрии для воссоздания эффектной планеты «Пандора».
Особо следует отметить применения технологического процесса фотограмметрии в разработке современных компьютерных игр. Он заключается в пошаговом качественном фотосканировании и получении при помощи специальных программ объемной геометрии от многочисленных фотоизображений различных ракурсов. К примеру, с помощью такой технологии были созданы игры «Star Wars: Battlefront» и «Cyberpunk 2077»
Примечательно, что теперь с помощью фотограмметрии и специального ПО любой желающий может с легкостью создать любую 3D модель существующего объекта с помощью камеры и сделанных на неё фотоснимках. Именно этому мы и научимся с вами в следующем разделе.
Исследование фотограмметрии
Друзья, хочу поделиться опытом, который приобрел в процессе практического изучения дисциплины, как фотограмметрия. Буду рад, если кто-нибудь из вас выскажет свое мнение, поправит меня или укажет на ошибки, которые допустил. Возможно эта статья по изучению мною фотограмметрии поможет и будет полезна Вам. Моя работа описана на примере фотосъемки природы в городском парке, в Центральной полосе России, в период август–сентябрь 2017 г.
Итак, начнем с самого начала: прочитав и просмотрев определенное количество информации по данной тематике, я выбрал программу Agisoft PhotoScan, которая помогает получить 3d модели, текстурированные на основе исходных изображений. Взяв на вооружение инструкцию от Agisoft PhotoScan — по правильной фотосъемке, правил которой, нужно придерживаться, чтобы получить наилучший результат. Известно, что существует множество программ по данной тематике: Photoscan (Agisoft), 123D Catch (Autodesk), ReCap360 (Autodesk), Arch3D (Epoch project), Bundler/PMVS2, Apero/MicMac, 3DF Zephyr (3DFlow), Photomodeller scanner (EOS systems), Smart3D (Acute3D).
Следующий этап работы включает в себя настройки фотоаппарата, камеры, изображения и подготовку необходимого оборудования для съемки.
Этап съёмки
После нужной подготовки и выбрав благоприятный день, лучше всего подойдет облачная погода она самая благоприятная для фотосъемки, нам нужно нейтральное освещение, потому как при дальнейших действиях мы получим 3d модель c текстурой и выставим в нужное освещение, конечно можно и отснять объект в солнечную погоду — если вам нужна, только 3d модель и в данном случае текстуру можно будет поправить в Photoshop, но это дополнительные манипуляции, об этом способе напишу дальше.
Отправляемся в лесной парк или в то место где находится нужный нам объект. Итак, приехав на место съёмки, старался найти более интересные объекты с ярко выраженной фактурой. Природа создает по своей красоте и форме такие экземпляры с неповторимым колоритом, узором от которых невозможно оторвать взгляд, наша задача состоит в том, чтобы позаимствовать всё это великолепие и перенести в наш 3d мир. Приступим к фотосъемке.
Для осуществления процесса фотосъемки необходимо, снимая каждый последующий кадр обеспечить перекрытие между кадрами примерно 60%, именно эти 60% будут формировать нашу модель с текстурой. Разрешение желательно максимальное, какое может позволить ваш фотоаппарат, нужно обойти объект полностью, т.е. совершить обход 360% и сделать примерно 36 снимков на 1 круг, кругов съемки может быть несколько. Повторюсь, ни в коем случае не нужно зумить, если нужно зафиксировать какие-то детали, то нужно подойти ближе, присесть или прилечь, чтобы сделать нужный снимок. Если у объекта есть вогнутости и выпуклости, и съемка ведется только стоя и снизу объект не снимается, то тогда в некоторых местах, которые смотрят «нормалями» в землю и не попадают в кадр, в этих областях будут дыры на 3d модели и соответственно отсутствовать текстура, такие моменты мы поправим дальше в программах, но лучше этого избегать с самого начала. Должен заменить еще важный момент, стремитесь, чтобы не попадали веточки и трава в кадр, которые находятся возле корней и у основания нужных нам объектов, потому что в последующем эти объекты отпечатаются на нашей текстуре, и мы будем ее чистить, что в некоторых случаях неизбежно. Я нашел вот этот интересный пень.
Итак, сделав необходимое число снимков всех объектов, которые нам приглянулись наступил следующий этап.
Обработка фотографий и создание 3d модели
Многим известно, что есть программы по редактированию Raw форматов одни из них, CameraRaw и Lightroom, я остановился на Lightroom.
Далее импортируем все наши Raw снимки в Lightroom и совершаем следующие настройки. Highlights понижаем, а Shadows повышаем, убираем хроматическую аберрацию и искажение линзы. На основе настройки одной фотографии создаем Preset, чтобы в дальнейшем ускорить процесс обработки фотографий, их может быть разное количество от нескольких десятков до нескольких тысяч, в зависимости какая у вас задача и сколько у вас объектов съёмки.
Созданный нами Preset применяем к оставшимся фотографиям и экспортируем их в TIFF формат в соответствующую папку для каждого объекта отдельно и библиотеку данной категории, лучше всего организовать рабочий процесс, с самого начали, чтобы избежать последующего хаоса и потери нужных файлов, Raw файлы удаляем.
Добавляем фотографии
Открываем Agisoft PhotoScan и добавляем наши фотографии. Для достижения наилучших результатов, необходимо закрыть маской все второстепенные объекты на исходных фотографиях. Создаем маски вокруг объекта, маски можно создать разными путями в PhotoScan Lasso и потом добавить выделение или в Photoshop так же Lasso tool, но еще создать Actions, чтобы пропустить рутинный процесс создания маски, добавления ее в канал и сохранения файла. Если проводили съемки в студии и у вас был однородный фон, то вам нужно зайти в Tools / Import mask и применить метод From Background к выбранным камерам. Можно вообще обойтись без создания масок, но это усложнит процесс.
Выравнивание фотографий
На этом этапе PhotoScan определяет положение камер и строит разреженное облако точек на основании фотографий.
Если у нас созданы маски, то ставим галочку «Учитывать маски». После этого шага мы можем оценить качество наших фотографий и в появившемся окне выбираем все камеры.
Мы можем отфильтровать наши фотографии по качеству, я уже это сделал и вверху находятся самые плохие фотографии, но это не обязательно так как определяется качество размытости.
Алгоритм оценки качества изображения анализирует контраст между пикселями, когда есть много контраста, тогда изображение воспринимается как хорошие. Единственный способ убедиться, что все ваши изображения нормальные, визуально проверить их на 200% зума. Ужасно скучная работа. Самые плохие изображения те, которые сильно размыты, можно отключить.
Следующим действием выделяем наш объект инструментом Selection и нажимаем Crop и так чистим наш объект. Клавиша Space помогает нам переключаться между инструментами, например, выделение и навигацией.
Задание области построения
Откорректируем Box, в этом на поможет NumPad он дает возможность переключаться между камерами, перспективой и ортогональной проекцией.
Построение плотного облака точек
Основываясь на рассчитанных положениях камер, программа строит плотное облако точек. Качество: Ультравысокое (чем выше желаемое качество, тем больше времени и вычислительных ресурсов потребуется для завершения этапа).
Агрессивная (если реконструируемая сцена имеет сложную геометрию с многочисленными мелкими деталями или не текстурированными поверхностями, такими как крыши зданий, рекомендуется задать значение параметра Мягкая).
Вот что у нас получилось.
После небольшой чистки объекта инструментами выделения мы получаем вот такой результат.
Построение полигональной модели
Тип поверхности: Карта высот.
Исходные данные: Плотное облако.
Количество полигонов: Высокое (в скобках рядом со значением параметра
указано максимальное число полигонов в модели, которая будет построена.
Значения, предлагаемые программой, рассчитываются на основании данных
о количестве точек в плотном облаке).
Интерполяция: Включена (по умолчанию).
Вот наш результат 3d модели
Редактирование полученной геометрии
Выбираем Edit и нажимаем Gradual Selection, выделятся красным цветом все отдельные кусочки геометрии, которые нам нужно удалить.
После этого нам нужно закрыть все отверстия в нашем объекте, для этого выбираем Tools, Mesh, Close Holes.
Экспорт модели
Теперь экспортируем нашу модель в Zbrush для дальнейшего редактирования.
Создаем low-poly модель
Импортируем модель в Zbrush и дублируем,
применяем команду Zremesher и экспортируем в Maya.
Импортируем модель в Maya выполняем операцию Extrude и экспортируем обратно в Zbrush.
В Zbrush применяем операцию DynaMesh и Zremesher,
экспортируем в Maya и удаляем не нужные полигоны. Конечно можно сетку low- poly еще доводить ручками и сократить еще полигоны, но сейчас я этого делать не буду. Если у вас есть желание, то можете попробовать и написать о результате, все файлы я прикреплю к статье.
Экспортируем в UVLayout и создаем UV развертку.
Создаем текстуру цвета
Импортируем low-poly с готовой UV- разверткой в Zbrush и выполняем команду ProjectAll, dist. нужно повысить и с каждым разом понижать что бы не было артефактов, тут же в Zbrush запекаем Displacement map. Экспортируем полученную после Project High-poly.
Открываем PhotoScan и удаляем модель на ее место через меню Tools импортируем полученную High-poly модель.
После того как импортировали модель, создаем текстуру в формате Tif и экспортируем ее.
Открываем текстуру в Photoshop и Magic wand Tool нажимаем на участок где отсутствует текстура и на этом месте черное пятно.
Выбираем инструмент Lasso и в меню Edit выбираем команду Fill, заливка с учётом содержимого (Content-Aware Fill).
Вот что у нас получилось, буквально несколько секунд и текстура готова.
Конечно можно пойти другими способами, например, Stamp и ручками закрашивать все пробелы. Так же можно при помощи других программ, например, 3D – Coat, импортировать High-poly и текстуру цвета в и инструментом Stamp закрасить нужные места на текстуре, такие же манипуляции можно повторить и в Substance Painter, так же можно в Zbrush инструментом DraqRect, но это все долго и возможно в какой-то ситуации именно так и нужно будет пойти одним из этих путей.
Запекание и создание текстур
1. Запускаем Substance Painter, создаем новый проект, подгружаем low- poly с готовой UV- разверткой, после создания проекта переходим в меню TextureSet Settings и нажимаем Bake textures. В окне запекания убираем не нужные нам карты, подгружаем High-poly из PhotoScan. Запеченные карты будут автоматически вставлены в соответствующие слоты в настройках TextureSet.
2. Следующим этапом мы заменим нашу low- poly модель на High- poly. для того чтобы при генерации дополнительных текстур таких как specular, roughness и др. мы могли отчетливо просматривать нужную нам текстуру.
3. Генерируем нужные нам карты, так как текстурирование по каналам очень увлекательное занятие, вместе с различными фильтрами и очень гибкими генераторами, которые нам очень сильно помогут в этом и ускорят весь рабочий процесс получения нужных текстур. Например, создаём слой заливку (Add fill layers), заливаем нужным цветом или текстурой, отключаем все не нужные каналы, к слою заливка подключаем маску черную или белую, генераторы, фильтры, в общем творчество Вам в руки.
4. После получения нужного результата мы можем создать Smart materials, для того чтобы в последующем не повторять одни и те же действия, ведь мы стремимся облегчить и ускорить рабочий процесс, так как время — это ресурс который не вернуть и не купить.
5. Когда мы полностью довольны полученным результатом, можем экспортировать все нужные нам текстуры в различные рендеры/движки для дальнейшей визуализации. В Export document есть Config который нам поможет выбрать настройки экспорта текстур для дальнейшего места их применения.
Вот что у нас было и вот то что мы быстро и без особых усилий получили.
И так подведем итог, такая дисциплина как Фотограмметрия очень интересная, нужная и может помочь здорово ускорить рабочий процесс, в создании объектов окружении (деревья, растения, камни и т.д.), предметов интерьера (микрофон, музыкальная колонка, кресло и т.д.), органика (человек, черепаха и т.д.), ландшафт и строения и т.д. Применение Фотограмметрии очень широко!
Ну, что же, друзья процесс завершен. Открыт к Вашим вопросам в личку и общению в опыте работ.