מודלים 3D Photogrammetric הוא טכניקה רבת עוצמה בשימוש על פני ארכיאולוגיה, הנדסה, פיתוח משחק, סקר ושימור מורשת תרבותית. על ידי תמצית גיאומטריה תלת-ממדית מחפירה תמונות דו-ממדיות, אנשי מקצוע יכולים ליצור תאומים דיגיטליים מדויקים של אובייקטים בעולם האמיתי, מבנים ונוף.איכות המודל הסופי תלויה במידה רבה בכלים שנבחרו לעיבוד התמונות.

מצלמה ורכישה של תמונות

לפני צלילה לאפשרויות תוכנה, זה קריטי להבין כי איכות תמונות המקור משפיע ישירות על הדיוק של מודל 3D הסופי, אפילו התוכנה התצלומים המתקדמת ביותר לא יכול לפצות על תמונות שצולמו בצורה גרועה. גורמים מרכזיים כוללים תאורה עקבית, חפיפה מספקת (60–80% הנחה קדימה, 30-60% חפיפות), מיקוד חד ותנועה מינימלית.

Top Photogrammetry תוכנה לשימוש מקצועי

כלי התוכנה הבאים נחשבים נרחב כסטנדרטים בתעשייה עבור מודלים תלת מימדיים מדויקים.הם משמשים על ידי אנשי מקצוע בתחומים החל מתיעוד אדריכלי לייצור אפקטים חזותיים.כל יישום מציע איזון ייחודי של מהירות, דיוק, ממשק משתמש, ועלות.

Agisoft Metashape

Agisoft Metashape (לשעבר PhotoScan) הוא אחד חבילות photogrammetry הפופולריות ביותר בשוק.זה מספק צינור שלם מהתאמה תמונה לדור ענן נקודה צפופה, בנייה מרשומה, מיפוי, אוטומומיסי / DSM לייצא, התוכנה ידועה בזכות הדיוק והיכולות האוטומטיות שלה לטפל הן במאגרי מידע קטנים וגדולים.

Pix4Dmapper

Pix4Dmapper הוא פתרון פוטוגרמה ברמה מקצועית המותאם בעיקר למיפוי ולסקר יישומים.It מצטיין ביצירת ענני נקודה גיאוגרפית, אוטומומיסיקס, מודלים דיגיטליים משטח (DSMs), ו 3D ממרקמים צוותים של רחפנים ודימויים קרקעיים (DMC) הוא מסוגל להשתלב עם תוכנת GIS (למשל, QGIS, ArcGGGGGIS), הופך את ה-C) ל-Clipers באופן ידני ל-Clipers (כולל קובצי Cookie) ו-DLCDLCD.

מציאות

מציאות, שפותחה על ידי Capturing Reality (כיום חלק מ- Epic Games), ידועה בזכות מהירות העיבוד הבלתי-מתאמת שלה ללא איכות הקרבה.זה יכול להתמודד עם נתונים מסיביים (אלפי תמונות) ומשתמשת בטכנולוגיה הנקראת "מיפוי מרקם הפוך" כדי לייצר מקרים מפורטים מאוד של קישורים ומרקמים.התוכנה תומכת הן בנתוני צילום והן בסורק לייזר, מה שהופך אותו לפתרון היברידי עבור סביבת צילום HD-X אינה זמינה לשימוש אוטומטי.

פתרונות Open-Source Photogrammetry Solutions

עבור אלה על תקציב הדוק, או הזקוקים לשקיפות מלאה והתאמה אישית, כלי צילום קוד פתוח מציעים חלופות חזקות.הם פופולריים במיוחד בקהילות מחקר וטיפוח אקדמיות. בעוד שהם עשויים שלא להיות חסרים ממשקי משתמש מלוטשים של תוכנה מסחרית, ערכות התכונה שלהם לעתים קרובות דומות.

חדר

(Meshroom הוא יישום קוד פתוח פוטוגרםרי שנבנה על מסגרת אליסוויון.It מספק צינור שלם: מיצוי, תמונה התאמה, ספאר ודחוס, דור מרש, טקסט, חישוב מפות עומק, Python גרף מבוסס גרף מאפשר למשתמשים להגדיר כל שלב של הצינור באופן חזותי, מה שמאפשר לבנות זרמי עבודה לינוקס מותאם אישית.

COLMAP

COLMAP הוא כלי קוד פתוח נוסף, הידוע במבנה החזק שלו-מ-lab: (SfM) ואלגוריתמים Multi-View Stereo (MVS) הוא משמש לעתים קרובות בהגדרות מחקר כי הוא מספק שליטה על COLM זמין על כל שלב של הצינור. COLM מצטיין בטיפול תרחישים כגון משטחים ממרקמים גרועים, תמונות בסיס רחב, או לא מסודרים, כולל קובצי Cookie אלקטרוניים, אך אינם כוללים את ה-cookies.

גורמים לשקול בעת בחירת תוכנת Photogrammetry

בחירת התוכנה הטובה ביותר עבור מודלים תלת מימדיים מדויקים תלוי במספר גורמים מרכזיים.השיקולים הבאים יכולים לעזור לצמצם את האפשרויות.

דמוקרטיה וגיאופרנציות

עבור פרויקטים הדורשים דיוק מוחלט (למשל, סקרים טופוגרפיים, ניטור תשתיות, חומרים רגישים), היכולת לשלב נקודות שליטה קרקעיות (GCPs) ולהשתמש בדליול מצלמה מתקדמת הוא חיוני. Agisoft Metashape Professional ו- Pix4Dmapper לספק כלים גאופרנציאליים חזקים.Capture תומך גם במערכות GCPs ו- Geodetic.

מהירות עיבוד

כאשר מתמודדים עם מאות או אלפי תמונות ברזולוציה גבוהה, זמן עיבוד יכול להיות צוואר בקבוק.מציאות קפיטל הוא המהיר ביותר בין האפשרויות המסחריות, לעתים קרובות להפחית את זמן העיבוד על ידי גורם של 2-5 בהשוואה Metashape. Pix4Dmapper מציע מהירות טובה, במיוחד כאשר משתמשים עיבוד ענן. עבור כלי קוד פתוח, Meshroom עם GPU יכול להיות תחרותי עבור נתונים קטנים, אבל COAP הוא בדרך כלל איטי יותר מתאים.

עזרה ולמידה Curve

למתחילים עשויים להעדיף תוכנה עם ממשק מודרך, צעד אחר צעד. Agisoft Metashape מספק זרימת עבודה ברורה כי קל ללמוד. Pix4Dmapper יש גם ממשק מעוצב היטב אבל הוא יותר מונחה מציאות של סקר.Capture של צינורות אוטומטי מאוד דורש קלט למשתמש מינימלי, אבל הבנת ההגדרות שלה יכול לקחת זמן.

עלויות והודעות

מגבלות תקציב לעתים קרובות להכתיב בחירת תוכנה.Agisoft Metashape Standard (US $179) הוא סביר עבור אנשים. RealityCapture מציע מודל תשלום-per-port או מנוי, אשר יכול להיות יעיל לשימוש מזדמן Pix4Dmapper דורש מנוי חודשי או שנתי.המכשירים בקוד פתוח Meshroom ו- COLMAP הם חינם לחלוטין, מה שהופך אותם אידיאליים עבור סטודנטים, חוקרים, ותחביבים.

שילוב עם תוכנות אחרות

זרמי עבודה רבים כרוכים בשיווק מודלים ל-CAD, GIS או מנועי משחק. Pix4Dmapper משתלב ישירות עם QGIS ו- ArcGIS. RealityCapture יכול לייצא ישירות ל-Out Engine (כיוון שהוא על ידי Epic Games) Agisoft Metashape מציעה תוספים עבור Python ויכולה לייצא בפורמטים רבים (OBJ, Ply, FBX וכו ').

תצורת עבודה אופטימיזציה עבור Accurate 3D Models

גם עם התוכנה הטובה ביותר, לאחר זרימת עבודה שיטתית חיוני להשגת דיוק גבוה. להלן הם שלבים מרכזיים החלים על פני חבילות צילום שונות.

עיבוד מוקדם

לפני טעינת תמונות לתוך התוכנה, ליישם תיקון עיוות עדשות אם התוכנה אינה עושה את זה באופן אוטומטי. להמיר תמונות לחלל צבע עקבי (sRGB) להסיר תמונות שאינן ממוקדות או יש מטושטשות תנועה. עבור נתונים גדולים, לשקול ירידה תמונות עבור היערכות ראשונית כדי להאיץ עיבוד, ולאחר מכן אמיתי ברזולוציה מלאה לשיקום סופי.

צילום: Alignment and Sparse Revision

צעד זה מעריך את עמדות המצלמה ומייצר ענן נקודה ספורד.וודא כי פרמטרים של היערכות (קינקט וגבולות נקודתיים, מצב הדליבון של המצלמה) מוגדרים כראוי. השתמש דיוק "גנטי" או "גבוה" עבור נתונים מאתגרים.אם היערכות, לנסות להפחית את מספר התמונות או באמצעות היערכות מצטברת עם נקודות קישור ידניות.

Dense Point Cloud Generation

יצירת ענן נקודה צפופה מגבירה את הפרטים הגיאומטריים.ב Metashape, השתמש בהגדרה האיכות "גבוהה" או "גבוהה" עבור אובייקטים קטנים; עבור סצנות גדולות, "Medium" עשוי להיות מספיק.ליישם עומק סינון כדי להסיר את ה"במציאות", מפות העומק נוצרות באופן אוטומטי, אבל אתה יכול להתאים את הגדרות שיקום כדי לתמוך במהירות או באיכות.

בנייה

מהענן הדחוס, התוכנה בונה מרש (משטח מחוספס) עבור מודלים מדויקים, להגדיר את היש להשתמש בהתנגשות בענן הצפופה (לא ספאר) במטאשאפ, משטח "Arbitrary" פועל עבור אובייקטים, בעוד "Height שדה" הוא טוב יותר עבור שטח. in Meshroom, the Meshing node משתמש שחזור פני השטח של Poisson.

הודעות טקסט ופוסט-Processing

מיפוי טקסט משתמש בתמונות המקוריות כדי ליישם צבע ל- mesh. בחר מרקמים ברזולוציה גבוהה (4096×4096 ומעלה) ומאפשר תיקון צבע כדי להפחית את ים.לאחר טקסט, לייצא את המודל בפורמט תואם את היישום היעד שלך (למשל, OBJ, FBJ, FBX, Ply) עיבוד פוסט עשוי לכלול decimation (הקטנת ספירת פוליגון) באמצעות כלי בלנדר או כלי ניקוי מיידיים, או ניקוי Mesh.

שימוש במקרים בתעשיות

מודלים Photogrammetric 3D הוא פרוס בטווח רחב של תעשיות, כל אחד עם דיוק ספציפי דרישות פלט.

  • (FLT:0Archaeology and Cultural Heritage:FreaLT:1) מתעד פריטים, קברים, ואת אתרי החפירה כולו.מודלים מרקמים ברזולוציה גבוהה מאפשרים לחוקרים לנתח ולשתף ממצאים ללא גישה פיזית. Agisoft Metashape היא בחירה נפוצה בשל דיוק ותיעוד יכולות.
  • (FLT:0Engineering and Architecture:FLT:1 as-Build Surveys, ניטור מבני ובקרת איכות. Pix4Dmapper ו- RealityCapture הם העדיפו את הגאופרנציציה והמהירות שלהם.מודלים משמשים לזיהוי התנגשות בזרימות עבודה BIM.
  • (FLT:0-Game Development ו- VFX:FLT:1) יצירת נכסים ריאליים 3D עבור משחקי וידאו, סרטים וחוויות VR.Capture משמש רבות בתעשיית המשחק בגלל תאימות היצוא שלה עם Unreal Engine. Meshroom הוא גם פופולרי בקרב מפתחי אינדי עבור אפס האיכות הטובה שלה.
  • (FLT:0) חקר אוויר וחקלאות:FLT:1 Orthomosaics ו DSMs עבור סקר קרקעות, חישובים נפחיים, ניטור. Pix4Dmapper הוא תקן עבור מיפוי חקלאי מבוסס רחפנים, בעוד מטאשאה מציעה אלטרנטיבה יעילה עלות.
  • (FLT:0) אנליסטים ושיקום תאונות: ההרחבה 1 (Measuring Crashסצנות או סצנות פשע עם דיוק גבוה. Photometry מאפשר לחוקרים ללכוד את כל הפרטים במהירות. Agisoft Metashape Professional משמש על ידי רשויות אכיפת החוק בגלל הסקאלה שלה ו- GCP תמיכה.

מסקנה

Accurate photogrammetric 3D מודלים הוא achievable עם שילוב הנכון של תוכנה, טכניקת מצלמה, ולכידת משמעת זרימת עבודה.הכלים דנו במאמר זה - Agisoft Metashape, Pix4Dmapper, RealityCapture, Meshroom ו COLMAP - מייצגים את האפשרויות הטובות ביותר הקיימות כיום, הרחבה של פתרונות מסחריים מקצועיים חלופות קוד פתוח חזק.