Образ невесты Подготовка к свадьбе Организация свадьбы Развлечения на свадьбе Поздравления и тосты на свадьбу Свадебные приметы, горосокопы и гадания

Геометрическое мелирование фото


Трехмерная фотограмметрия, или От фотографии к 3D-модели

Анна Завтур
Директор по работе
с корпоративными заказчиками компании КРОК
Надежда Гришина
Руководитель направления информационного моделирования компании КРОК
Юрий Чалый
Системный инженер
департамента информационных технологий компании КРОК

В последнее время метод аэрофотосъемки — получения фото с высоты, в том числе и с помощью беспилотных летательных аппаратов (БЛА) — набирает по­пулярность как в архитектурных и строительных, так и в жилищно-коммунальных проектах.
В данной статье мы постарались проанализировать несколько программных комплексов, которые обрабатывают фотографии и строят по ним трехмерную модель. Кроме того, рассмотрели технологию обработки фото, а также методологию работы с программным комплексом и конкретные примеры моделей реально существующих объектов как зарубежных специалистов, так и отечественных, в частности опыт компании КРОК.

Введение

В наше время трехмерные технологии стали весьма востребованы в самых разных областях деятельности. 3D­моделирование является неотъемлемой частью таких сфер, как наука, промышленность, медицина, кинематограф и т.д.

Фотограмметрия родилась через 13 лет после изобретения фотографии. В 1852 году французский инженер Эмме Лосседа для создания плана местности получил первые перспективные снимки Парижа. Съемка была проведена с воздушного шара.

В наши дни под фотограмметрией [1] подразумевается научно­техническая дисциплина, занимающаяся определением формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям. Метод получения фотоизображений может быть разнообразнейшим. От аэрофотосъемки с помощью дрона до наземной съемки с использованием автомобиля или даже ручная съемка на планшет или телефон.

Обзор существующих программных продуктов

В настоящее время на рынке присутствует довольно большое количество продуктов для создания трехмерной модели по фотографиям. В результате проведенных исследований были выбраны наиболее соответствующие нашим задачам продукты: PhotoScan (Agisoft), Pix4Dmapper (Pix4D), ContexCapture (Bentley Systems).

PhotoScan — это отечественный продукт, широко используемый специалистами, работающими с компьютерной графикой и профессиональными дизайнерами. Бюджетный и эффективный, PhotoScan является одним из ведущих решений для «полупрофессионального» рынка. Войти в перечень профессиональных решений продукту пока не позволяют такие недостатки, как слабые возможности масштабирования и низкая производительность.

Рис. 1. Результаты съемки после обработки Photoscan

Pix4Dmapper — разработанный в Швейцарии продукт, который сразу же стал использоваться для аэрофотосъемки с БЛА. Pix4Dmapper позиционируется как ведущее решение для работы с ортофотопланами, облаками точек и цифровыми моделями местности (ЦММ) на средних и малых проектах. К его плюсам можно отнести возможность редактирования ортофотоплана, детализацию модели, использование Pix4D большинством производителей БЛА в аппаратной связке с ПО дрона. Из недостатков: низкая производительность, ограниченные возможности масштабирования и взаимодействия с моделью.

ContexCapture — продукт французской фирмы Acute3D, которую в 2015 году поглотила компания Bentley Systems [2]. Продукт характеризуется как решение для автоматического и высокоточного построения 3D­моделей на основе простых фотографий, получаемых с помощью любого устройства — от смартфона до специализированных камер и сканеров. Решение обладает неограниченной масштабируемостью — от предмета до города. Точность представления ограничена только параметрами фотографий. Также важным преимуществом является возможность генерации не объемного облака точек, а трехмерного массива, который обладает свойствами геометрической модели. Решение выделяется своими промышленными характеристиками. К недостаткам можно отнести относительно слабые возможности по созданию интерьеров.

В итоге мы имеем три уникальных продукта, у каждого из которых есть свой набор как достоинств, так и недостатков.

Опыт зарубежных специалистов

Независимым экспертом [3] было проведено сравнение Pix4D и Agisoft. Для опыта использовался беспилотник DJI Phantom 2 и камера GoPro4. Следуя инструкциям на сайте поддержки Pix4D, была создана траектория полета дрона, настроены скорость и высота полета. Период съемки был установлен равным двум секундам.

Рис. 2. Результаты съемки после обработки Pix4Dmapper

В результате полета было сделано около 200 фотографий. После загрузки полученного массива фотографий в выбранные программные продукты были получены следующие результаты (рис. 1 и 2).

Видно, что качество моделей оказалось примерно одинаковым.Но было замечено, что у продукта Pix4D больше возможностей по работе с моделью, например, есть возможность изменения настроек в ее визуальном представлении (контраста, яркости, теплового баланса и пр.) или управления камерой в просмотрщике модели (включая свободное перемещение камеры во все стороны для «облета» модели, а не только вращение вокруг оси).

Следующий опыт [4] был проведен с объектами, для которых важна детализация. Для данных целей выбрали PhotoScan и ContexCapture. Были отобраны несколько скульптур и сделано 28 фотографий. Сборка производилась на рабочей станции со следующими параметрами:

  • AMD Phenom X6 1090T @3.20GHz;
  • 16 GB Ram DDR3;
  • GeForce GTX 750 Ti 2048MB;
  • GeForce GTX 465 1024MB.

В результате работы программных комплексов были получены результаты, показанные на рис. 3.

Рис. 3. PhotoScan (слева) и ContexCapture

Рис. 4. ContexCapture (слева) и PhotoScan

Большим преимуществом ContexCapture оказалось время сборки. В обоих случаях PhotoScan потребовалось 3 ч, чтобы собрать модель, в то время как ContexCapture справился за 45 мин. Также было установлено, что ContexCapture повышает разрешение в областях, где были сняты крупные планы, в отличие от PhotoScan.

Еще пример со сборкой более сложных и объемных моделей (рис. 4).

И в этом случае разница во времени оказалась заметной. PhotoScan — час, ContexCapture — 36 мин.

Личный опыт

Перед специалистами КРОК стояла задача получить трехмерный объект офисного здания компании КРОК в кратчайшие сроки. Полученные фото здания со всех сторон были обработаны с помощью ContexCapture. В результате была получена 3D­модель, которую мы выгрузили в голографический стол для демонстрации. Модель практически не отличается от реального объекта и представляет собой масштабированную копию здания и его окружения (рис. 5).

Рис. 5. Модель здания КРОК в формате виртуальной голограммы

В итоге вся работа заняла меньше одного рабочего дня. На создание эскиза модели вручную в 3D­редакторах понадобилось бы порядка 20­30 ч работы. Данная модель пока еще не может заменить проработанную модель, созданную инженером вручную, так как технология выдает много ошибок или неточностей изображения в макете. Однако эта технология идеальна для оперативного принятия решений и ситуаций, когда необходимо быстро получить вариант «грубой» визуализации.

Технологию создания 3D­модели на основе цифровых фотографий планируется использовать на объектах, по которым нет актуальной технической документации, а также для получения актуальной информации о текущем состоянии строительных площадок. В частности, данная технология уже применялась для получения моделей: транспортной развязки для дальнейшей реконструкции объекта, зданий и сооружений для контроля этапов строительства.

Описание технологии

В данном пункте представлено, как работают современные программные продукты по трехмерной фотограмметрии.

Информация о каждой фотографии записывается в специальный файл: высота, угол поворота камеры, данные долготы и широты. Программа использует технологии машинного зрения и фотограмметрии для нахождения общих точек на многих фотографиях. В результате каждому пикселю на фотографии находится цветовое соответствие на других фотографиях (рис. 6).

Рис. 6. Пример поиска ключевых точек

Каждое соответствие становится ключевой точкой [5]. Если ключевая точка найдена на трех фотографиях и более, программа строит эту точку в пространстве. Чем больше таких точек, тем лучше определяются координаты точки в пространстве. Следовательно, чем больше пересечений между фотографиями, тем точнее будет модель. Пересечение от 60 до 80% является оптимальным.

Пространственные координаты каждой точки вычисляются методом триангуляции: от каждой точки съемки к выбранной точке автоматически проводится линия зрения, и их пересечение дает искомое значение (рис. 7).

Рис. 7. Ключевые точки относительно модели

Кроме того, в фотограмметрии применяются алгоритмы, целью которых является минимизирование суммы квадратов множества ошибок. Обычно для решения используют алгоритм Левенберга — Марквардта (или метод связок), основанный на решении нелинейных уравнений методом наименьших квадратов.

В процессе обработки фотографий создается расширенное облако точек (совокупность всех 3D­точек), которое используется для генерирования поверхности, составленной из полигонов. В заключение вычисляется разрешение и определяется, какие пиксели на фотографии соответствуют какому полигону. Для этого 3D­модель развертывается в плоскость и затем пространственное положение точки ставится в соответствие оригинальной фотографии для задания цвета.

Перспективы развития и будущее отрасли

Как и у всякой инновационной отрасли, у трехмерной фотограмметрии есть огромный потенциал для развития: строительство, социально­культурная сфера, компьютерные игры.

В данный момент мониторинг процесса строительства — весьма актуальная проблема. Уже несколько лет 3D­модель 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.

Социально­культурная сфера — это другая область инновационного применения фотограмметрии. Сейчас в музеях и выставочных центрах во всем мире наиболее популярна технология виртуального тура [6]. Это набор сферических панорам, соединенных между собой ссылками для перехода. У нее определенно есть свои плюсы — это дешево, быстро и просто. Однако и минусов тоже предостаточно: медленная работа, неподвижные точки обзора и визуальные недочеты. К тому же этим уже никого не удивишь.

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.

Рис. 8. 3D-модели макетов для компьютерной игры Rustclad

Дополнительные коммерческие возможности этой технологии также гораздо шире своего аналога: тур на сайте, мобильное приложение, выездные экспозиции, создание мини­демотура на входе и т.д.

Раньше фотограмметрия применялась преимущественно в геологии, топографии и археологических раскопках. Недавно ее начали применять в киноиндустрии, а сейчас с помощью этой техники создается компьютерная игра Rustclad [7]. Работа над трехмерным квестом только начата. Разработчики опубликовали официальный анонс и видеоролик с демонстрацией того, как они используют фотограмметрию для конструирования игрового мира, создавая цифровые 3D­модели из сделанных вручную макетов (рис. 8).

Вывод

В публикации представлена лишь малая часть, крупица информации о перспективах развития данной области. Но даже этого достаточно для понимания огромного потенциала трехмерной фотограмметрии. Технология обладает обширными перспективами использования в проектах проектирования, строительства и эксплуатации объектов, таких как дороги, офисные и промышленные здания, памятники архитектуры и пр.

Список использованной литературы

  1. Аэрофотосъемка // Википедия. — Дата обновления: 28.01.2016. — URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=76068657 (дата обращения: 28.01.2016).
  2. Randall Newton. Bentley acquires Acute3D to extend Reality Modeling portfolio. [Электронный ресурс] // GraphicSpeak, 2015 (10.02.2015) — URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=17546 (дата обращения: 28.01.2016).
  3. Steve Tietze. Generating 3D landscapes from Aerial Photos Part 2 [Электронный ресурс] // Ibareitall, 2015 (22.02.2015). — URL: http://ibareitall.com/generating­3d­landscapes­from­aerial­photos­part­2 (дата обращения: 29.01.2016).
  4. Decamegas. AGISOFT PHOTOSCAN/ACUTE3D SMART3DCAPTURE. [Электронный ресурс] // Acute3DCommunity, 2014 (23.09.2014). — URL: https://community.acute3d.com/forum/agisoft­photoscan­acute3d­smart3dcapture (дата обращения: 01.02.2016).
  5. MagisterLudi (Блог компании «ХакспейсNeuron»). «Хозяин, напиши для нас приложение». Требуется разработчик софта и железа для дронов DJI. [Электронный ресурс] // Хабрахабр, 2015 (13.08.2015). — URL: http://habrahabr.ru/company/neuronspace/blog/259527/ (дата обращения: 02.02.2016)
  6. Виртуальный тур // Википедия. — Дата обновления: 26.08.2015. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=72970843 (дата обращения: 26.08.2015).
  7. Анатолий Ализар (alizar). Первая игра, которую делают с помощью фотограмметрии. [Электронный ресурс] // Хабрахабр, 2013 (3.03.2013) — URL: https://habrahabr.ru/post/171393/ (дата обращения: 02.02.201

САПР и графика 2`2016

320 971 геометрическая фотография - бесплатные и лицензионные фотографии из Dreamstime

Стена здания в пастельных тонах, геометрический абстрактный фон. Шаблон прямоугольной формы, окрашенная текстура с прямыми углами. Широкое фото для веб-сайта слайдера

Современные постройки. Эффект геометрического фона. Внешний фасад. Современные постройки. Эффект геометрического фона. Отражающие зеркала. Внешний фасад современный

Длинная выдержка, разноцветные геометрические линии движения света.Длинная выдержка, абстрактные разноцветные геометрические линии движения света

Молодая пара у геометрической стены. Цвета как в фильмах

Бетонные геометрические бесшовные модели. Бетонная геометрическая структура в виде бесшовные модели

Абстрактный геометрический узор бесшовные с квадратами. Красочная акварель. Абстрактный геометрический бесшовный образец.Разноцветный бирюзовый синий бирюзовый рисованной

Абстрактный геометрический узор бесшовные с квадратами. Акварель. Геометрический узор бесшовные абстрактный гранж. Монохромный черный, серый и белый рисованной

Зеленый геометрический фон. Геометрический узор с четкими линиями в стиле ретро и яркими бликами

Геометрический узор абстракции.Красочная абстракция из геометрических участков бумаги

Геометрическая текстурированная абстрактная цветная предпосылка. Минималистичный дизайн фона, геометрические текстурированные абстрактные цвета фона. Плоская композиция, вид сверху, копия

Османско-турецкое искусство с геометрическими узорами. В виду

3d абстрактный геометрический фон, металлические шестиугольные соты, современные фиолетовые неоновые обои, модная технологическая текстура.3d абстрактный геометрический фон

Листовой металл с отверстиями. Фасад здания. Крышка металлическая. Гладкая поверхность. Геометрические узоры. Металлические части. Листовой металл с отверстиями. Фасад

Абстрактная картина; геометрическая абстракция на прямоугольном мотиве; жесткий и красочный.

Металлическая плитка из нержавеющей стали с геометрическим рисунком.Переливающаяся современная серебристая плитка небольших геометрических форм. Отражение света от плитки дает

Солсберийский собор, великолепный геометрический образец средневекового искусства. Узоры на архитектуре готического стиля во дворе монастыря. Монастырь с двором

Абстрактная картина; геометрическая абстракция с резкими краями в красном, желтом и синем цветах.

Абстрактный фон.Зеленый многоугольник и геометрическая карта. Красивый абстрактный фон. Многоугольник зеленый и карта геометрическая

Абстрактный геометрический фон. Темно-серые соединенные треугольники на белом фоне. Плетение сплетения. Большое количество данных. Современный многоугольный дизайн. Векторная иллюстрация. EPS 10

Геометрическая абстрактная картина. Грубо выполненные мазки и цветные блоки, с преобладанием черного каркаса.

Голубая геометрическая акварель.Милый бесшовные модели. Полосы нарисованные рукой. Кисть текстуры. Радует Шевро. N Орнамент. Ткань Ткань Купальники Дизайн Обоев

Деталь абстрактной картины с цветными блоками; геометрическая абстракция.

Цементная панель Детали архитектуры Геометрический узор. Архитектура Abstract white wall design

Абстрактный геометрический узор треугольника 3d-рендеринга.Абстрактный черно-белый геометрический узор треугольника 3d-рендеринга

Абстрактный геометрический темный 3d фон. 3D визуализация Иллюстрация

Абстрактный геометрический фон бумаги. Желтый, синий и зеленый цвета. Абстрактный геометрический фон баннера бумаги. Желтый, синий и зеленый цвета

Геометрические фигуры разных цветов на желтом фоне.Объемные твердые фигуры на цветной бумаге

Геометрический узор из рядов морских ракушек разной формы и цвета на сером каменном фоне. Элегантный минималистский стиль. Творческий плакат карты. Лето

Минималистичный монохромный геометрический фон. Минималистичный монохромный геометрический угловой фон

Красочный геометрический бумажный фон.Оригами концепция пяти бумажных цветов. Текстурированный пастельный фон. Плоский стиль

Абстрактная живопись с желтыми, оранжевыми и зелеными геометрическими фигурами.

.

Geometry Shapes Images, Stock Photo & Vectors

В настоящее время вы используете более старую версию браузера, и ваш опыт работы может быть не оптимальным. Пожалуйста, подумайте об обновлении. Выучить больше. ImagesImages homeCurated collectionsPhotosVectorsOffset ImagesCategoriesAbstractAnimals / WildlifeThe ArtsBackgrounds / TexturesBeauty / FashionBuildings / LandmarksBusiness / FinanceCelebritiesEditorialEducationFood и DrinkHealthcare / MedicalHolidaysIllustrations / Clip-ArtIndustrialInteriorsMiscellaneousNatureObjectsParks / OutdoorPeopleReligionScienceSigns / SymbolsSports / RecreationTechnologyTransportationVectorsVintageAll categoriesFootageFootage homeCurated collectionsShutterstock SelectShutterstock ElementsCategoriesAnimals / WildlifeBuildings / LandmarksBackgrounds / TexturesBusiness / FinanceEducationFood и DrinkHealth CareHolidaysObjectsIndustrialArtNaturePeopleReligionScienceTechnologySigns / SymbolsSports / RecreationTransportationEditorialAll categoriesEditorialEditorial ГлавнаяРазвлеченияНовостиRoyaltySportsМузыкаMusic homePremiumBeatИнструментыShutterstock EditorМобильные приложения .

Geometric Shapes 3d Images, Stock Photos & Vectors

В настоящее время вы используете более старую версию браузера, и ваш опыт работы может быть не оптимальным. Пожалуйста, подумайте об обновлении. Выучить больше. ImagesImages homeCurated collectionsPhotosVectorsOffset ImagesCategoriesAbstractAnimals / WildlifeThe ArtsBackgrounds / TexturesBeauty / FashionBuildings / LandmarksBusiness / FinanceCelebritiesEditorialEducationFood и DrinkHealthcare / MedicalHolidaysIllustrations / Clip-ArtIndustrialInteriorsMiscellaneousNatureObjectsParks / OutdoorPeopleReligionScienceSigns / SymbolsSports / RecreationTechnologyTransportationVectorsVintageAll categoriesFootageFootage homeCurated collectionsShutterstock SelectShutterstock ElementsCategoriesAnimals / WildlifeBuildings / LandmarksBackgrounds / TexturesBusiness / FinanceEducationFood и DrinkHealth CareHolidaysObjectsIndustrialArtNaturePeopleReligionScienceTechnologySigns / SymbolsSports / RecreationTransportationEditorialAll categoriesEditorialEditorial ГлавнаяРазвлеченияНовостиРоялтиСпортМузыкаМузыка главнаяPremiumBeatИнструментыShutterstock EditorМобильные приложенияПлагиныИзменение размера изображенияКонвертер файлов .

858 фотографий геометрического ритма - бесплатные и лицензионные фотографии из Dreamstime

Синий абстрактный геометрический узор, бесшовные модели - музыка. Повторение. Мелодия, ритм. Легкая музыка, дискотека. Фон для сайта или блога, упаковка, текстиль

Длинный длинный пустой коридор в метро с интересной геометрической подсветкой, формирующей визуальный ритм. Туннель, свет, бесконечность

Длинный-длинный переход в метро с интересной геометрической изюминкой, формирующей визуальный ритм.По нему идут люди. Туннель, свет, бесконечность

Стена с множеством квадратных окон на здании. Ритм окон. Геометрический узор.

Стена с множеством квадратных окон на здании. Ритм окон. Геометрический узор.

Фон с полосами синего цвета. Фон с полосами синего цвета для графического ресурса дизайн одежды анилин белый стильный ритм

Разноцветные кружки лежат в ритме периодичности на классическом синем.Задний план. Абстрактный геометрический узор плоской планировки

Ритм в архитектуре здания. Ритм геометрической формы в архитектуре дома

Abstract Hexagon Digital Blue. Абстрактный цифровой синий шестиугольник геометрический ритм и фон

Природа вдохновила красочный желтый кружевной текстурированный фон на черном. Природа вдохновила красочный желтый кружевной текстурированный фон, аннотация, фон, красивый, черный

Природа вдохновила красочный фиолетовый кружевной текстурированный фон на белом.Природа вдохновила красочный фиолетовый кружевной текстурированный фон, аннотация, фон, красивый, синий

Природа вдохновила красочный розовый кружевной текстурированный фон на черном. Природа вдохновила красочный розовый кружевной текстурированный фон, абстракция, фон, красивый, черный

Природа вдохновила красочный желтый кружевной текстурированный фон на белом. Природа вдохновила красочный желтый кружевной текстурированный фон, абстракция, фон, красивый

Природа вдохновила красочный фиолетовый кружевной текстурированный фон на черном.Природа вдохновила красочный фиолетовый кружевной текстурированный фон, абстракция, фон, красивый, черный

Фон геометрические иллюстрации и абстрактные обои, гипнотические. Фон геометрический, розовый рисунок с узором абстрактные обои, гипнотический

Абстрактный геометрический фон. Структура декоративной плитки и керамики.

Металлическая конструкция, геометрический дизайн, абстрактный геометрический фон.

Ткань с крупной нитью для ковра с симметричным геометрическим узором. Коврик небольшой тканый с элементами геометрического греческого орнамента

Архитектура детали картины стены Геометрический фон. Архитектура детали стены Серый узор Геометрический абстрактный фон

.

Смотрите также



Образ невесты Подготовка к свадьбе Организация свадьбы Развлечения на свадьбе Поздравления и тосты на свадьбу Свадебные приметы, горосокопы и гадания
Club Brides - Клуб Невест

Как показывают статистика и практика, в подавляющем большинстве случаев именно невеста является главным идеологом и главной движущей силой процесса подготовки к свадьбе.
Как подобрать счастливую дату свадьбы, как стильно и оригинально оформить свадебные приглашения, как выбрать самое красивое свадебное платье, какую сделать прическу, каким должен быть букет невесты, во что одеть подружек невесты, где организовать банкет, как оформить банкетный зал, какого фотографа и видеооператора пригласить… Вопросов при подготовке к свадьбе возникает сотни… Без совета и помощи не обойтись.
Свадебный портал «Клуб Невест» (Club Brides) посвящен всем самым главным вопросам, которые возникают у будущих молодоженов в процессе подготовки к свадьбе, а также всем тем вопросам и нюансам, которые необходимо учесть, чтобы свадьба стала действительно красивым, ярким, веселым и запоминающимся событием.
Мы подскажем вам, как подобрать счастливую дату свадьбы, как стильно и оригинально оформить свадебные приглашения, как выбрать самое красивое свадебное платье, какую сделать прическу, каким должен быть букет невесты, во что одеть подружек невесты, где организовать банкет, как оформить банкетный зал, какого фотографа и видеооператора пригласить и многое-многое другое…


2015- © Club Brides - Клуб Невест | Содержание | Карта сайта
Копировать материалы без размещения прямой активной ссылки на CLUBBRIDES.RU запрещено!