Fotogrametria - tworzenie siatek 3D na podstawie zdjęć - jak to działa?

Data publikacji: 13-11-2024  |  Data aktualizacji: 13-11-2024  | Autor: Piotr Kurpiewski

Fotogrametria to technika pozwalająca na przekształcanie zdjęć w trójwymiarowe modele, zdobywająca popularność w grafice 3D, architekturze i projektowaniu wnętrz. Proces ten wymaga wielu zdjęć wykonanych w jednolitych warunkach oświetleniowych i przy użyciu dobrego sprzętu fotograficznego. Narzędzia takie jak RealityCapture oferują zaawansowane funkcje, ale wymagają odpowiedniego przygotowania. Polycam jest prostszą alternatywą, umożliwiającą tworzenie skanów 3D przy użyciu smartfona. Fotogrametria ma szerokie zastosowanie, od projektowania wnętrz po archeologię i geodezję, a jej przyszłość obiecuje jeszcze prostsze i bardziej dostępne narzędzia do przenoszenia rzeczywistości do świata cyfrowego.

Fotogrametria zdobywa coraz większą popularność w świecie grafiki 3D, architektury i projektowania wnętrz. Jest to technika polegająca na przekształcaniu zdjęć w trójwymiarowe modele, co umożliwia precyzyjne odzwierciedlenie rzeczywistych obiektów w środowisku cyfrowym. Od archeologii przez geodezję aż po design wnętrz, fotogrametria znajduje swoje zastosowanie w wielu dziedzinach, oferując niezwykłe możliwości tworzenia szczegółowych wizualizacji oraz dokumentacji. W tym artykule przyjrzymy się bliżej temu, jak działa fotogrametria, z jakimi wyzwaniami się wiąże, oraz jakie narzędzia mogą być używane do tworzenia siatek 3D na podstawie zdjęć.

Jak działa fotogrametria?

Fotogrametria to technika, która opiera się na wykonaniu serii zdjęć danego obiektu z różnych kątów, a następnie przekształcaniu ich w trójwymiarową siatkę za pomocą specjalistycznego oprogramowania. Podstawowym celem fotogrametrii jest identyfikacja charakterystycznych punktów na każdym zdjęciu, a następnie użycie tych punktów do odtworzenia obiektu. Na podstawie analizy takich punktów, algorytmy są w stanie odtworzyć kształt, strukturę i detale obiektu w trójwymiarowej przestrzeni.

Proces tworzenia siatek 3D zaczyna się od wykonania dużej liczby zdjęć. Im więcej zdjęć, tym dokładniejszy model jesteśmy w stanie uzyskać. Każdy detal może mieć znaczenie, dlatego używanie profesjonalnych aparatów fotograficznych z dobrymi obiektywami może mieć kluczowe znaczenie dla jakości końcowego modelu. Po zebraniu zdjęć, oprogramowanie fotogrametryczne, takie jak RealityCapture, analizuje obrazy, identyfikuje punkty wspólne, a następnie generuje siatkę 3D, która wiernie odwzorowuje rzeczywisty obiekt.

Jak uzyskać najlepszy efekt w fotogrametrii?

Aby uzyskać najlepszy efekt w fotogrametrii, warto zadbać o kilka kluczowych elementów. Najważniejsze czynniki wpływające na jakość modelu 3D to:

• Jednolite oświetlenie: Unikaj cieni i zbyt dużych kontrastów, które mogą powodować problemy przy przetwarzaniu zdjęć. Najlepiej, aby oświetlenie było neutralne i równomierne.
• Dobry sprzęt fotograficzny: Używaj aparatów z wysokiej jakości matrycami i obiektywami, które zapewniają wyraźne i szczegółowe zdjęcia. Lustrzanki lub bezlusterkowce z dobrym obiektywem są zalecane.
• Duża liczba zdjęć: Im więcej zdjęć z różnych kątów, tym lepszy efekt końcowy. Zdjęcia powinny być wykonane pod różnymi kątami, aby uchwycić wszystkie szczegóły obiektu.
• Stabilność ujęć: Używaj statywu, aby zapewnić stabilność ujęć. Unikniesz dzięki temu rozmycia i zapewnisz spójność zdjęć.
• Dokładność i precyzja: Zwróć uwagę na detale – wszelkie drobne elementy powinny być dobrze sfotografowane, aby algorytmy mogły je prawidłowo odwzorować.

RealityCapture - profesjonalne narzędzie do fotogrametrii

RealityCapture to jedno z najbardziej zaawansowanych narzędzi do tworzenia siatek 3D na podstawie zdjęć. To oprogramowanie, które oferuje szeroki wachlarz funkcji umożliwiając tworzenie niezwykle szczegółowych modeli. Wymaga sporych nakładów pracy i odpowiedniego przygotowania.

RealityCapture to narzędzie skierowane do profesjonalistów, którzy oczekują najwyższej jakości rezultatów. Umożliwia dobrą integrację z Zbrushem, dzięki czemu można tworzyć tzw. non-destructive geometry, która pozwala na dalsze modyfikacje w programach takich jak 3ds Max, czy Blender zachowując wszystkie detale siatki. Takie podejście zapewnia pełną kontrolę nad modelem, co jest kluczowe dla bardziej zaawansowanych projektów wymagających perfekcji w detalach. Choć proces tworzenia modeli w RealityCapture może być pracochłonny, rezultaty, które oferuje, są na najwyższym możliwym poziomie i są chętnie wykorzystywane w takich branżach jak: architektura, design, czy reklama i rozrywka.

Polycam - prostsza alternatywa dla fotogrametrii

Dla tych, którzy szukają prostszego rozwiązania, Polycam może być idealnym wyborem. Polycam to aplikacja mobilna, która umożliwia tworzenie skanów 3D za pomocą smartfona, takiego jak iPhone 15. Jest znacznie prostsza w obsłudze niż RealityCapture i nie wymaga specjalistycznego sprzętu ani zaawansowanej wiedzy. Wystarczy dobry smartfon z odpowiednią kamerą, a cała reszta dzieje się automatycznie. Algorytmy używane przez Polycam analizują obrazy i generują trójwymiarową siatkę, a edycja modelu odbywa się bezpośrednio w aplikacji. Polycam jest idealnym narzędziem do szybkiego tworzenia modeli, szczególnie w przypadkach, gdy nie jest wymagana bardzo wysoka precyzja.

Polycam sprawdza się również podczas tworzenia inwentaryzacji na potrzeby projektowania wnętrz, gdzie precyzja pomiarów jest kluczowa. Dzięki zastosowaniu algorytmów uczenia maszynowego, aplikacja ta jest w stanie dostarczyć zadowalające rezultaty bez potrzeby głębokiej znajomości technik fotogrametrycznych. Takie podejście znacznie przyspiesza cały ten proces. Jeśli temat automatycznych inwentaryzacji Cię interesuje, to koniecznie sprawdź mój kurs kurs AI - sztuczna inteligencja w projektowaniu wnętrz.

Wyjątkowe wyzwania fotogrametrii - od ludzi po nietypowe obiekty

Fotogrametria, mimo swoich ogromnych możliwości, stawia przed użytkownikami pewne wyzwania. Jednym z nich jest skanowanie ludzi, które jest szczególnie trudne ze względu na ruch, nawet minimalny, związany z oddychaniem czy mimiką. W takich przypadkach wykorzystuje się specjalne studia wyposażone w kilkanaście lub kilkadziesiąt aparatów fotograficznych, które wykonują zdjęcia jednocześnie. Taki sposób pracy pozwala na uchwycenie obiektu z każdej strony w tej samej chwili, eliminując problem ruchu. To zaawansowane podejście jest jednak kosztowne i wymaga specjalistycznego sprzętu.

Fotogrametria a inne dziedziny - nie tylko design i architektura

Fotogrametria to nie tylko narzędzie dla architektów i projektantów wnętrz. Ta technika znajduje swoje zastosowanie w wielu innych dziedzinach. W geodezji i kartografii służy do tworzenia map oraz modeli terenu, co jest szczególnie przydatne przy planowaniu urbanistycznym czy projektach infrastrukturalnych. W archeologii fotogrametria pozwala na dokumentację znalezisk w bardzo szczegółowy sposób, umożliwiając ich analizę bez konieczności przenoszenia obiektów. W geologii technika ta jest używana do analizy struktur skalnych, co może być pomocne w badaniach środowiskowych oraz podczas eksploatacji surowców.

Przyszłość fotogrametrii

Fotogrametria to dynamicznie rozwijająca się dziedzina, której potencjał jest coraz bardziej doceniany przez projektantów i twórców wizualizacji. W miarę jak technologie, takie jak algorytmy uczenia maszynowego i sztuczna inteligencja, stają się bardziej zaawansowane, tworzenie modeli 3D staje się coraz prostsze i bardziej dostępne. Narzędzia takie jak RealityCapture i Polycam to tylko początek możliwości, jakie oferuje fotogrametria. Dzięki dalszemu rozwojowi technologii możemy spodziewać się jeszcze bardziej zaawansowanych narzędzi, które pozwolą na łatwiejsze i szybsze przenoszenie rzeczywistości do świata cyfrowego.