Технология построения 3D-моделей объектов по набору изображений или сказ о том, как я увлёкся ФОТОГРАММЕТРИЕЙ.
🚁 🏡 🌏 📐 📌 Думаю, стоит начать с самых истоков о то, что вообще из себя представляет фотограмметрия. Фотограмметрия – это наука о получении измерений по фотографиям. Эти концепции восходят к 15 веку, когда Леонардо да Винчи заявил: «Перспектива есть не что иное, как видение предмета за листом стекла, гладкого и совершенно прозрачного, на поверхности которого можно отметить все вещи, находящиеся за этим стеклом». Развитие программного обеспечения с открытым исходным кодом, снижает барьер входа в нишевые технологии. Ранее подобные технологии были широко распространены в рамках геодезии, однако сейчас фотограмметрия используется в разработке игр, VR/AR, или для сохранения исторических памятников культурного наследия. На видео, которые я выкладывал, вы могли наблюдать готовые ортофотопланы, сконструированные фотограмметрические объекты (Три медведя, беседка, п.Октябрьское и Андринская СОШ, пгт.Андра и футбольный корт, снятый в зимнее время. Как можно заметить, результат получился топорным, но как говорится, первый блин комом. Для каждого из этих объектов, я использовал лишь минимальный набор изображений от 40 до1300 что является недостаточным условием для построения чёткого объекта. Для лучшего конечного результата требуется примерно от 6000 до 12000 снимков (К примеру памятник 3 медведя). На каждом видео видно сколько неточностей, размытости и артефактов получилось на итоговом сконструированном объекте. Происходит это в результате недостаточности набора исходных данных. Поэтому такие моменты в фотограмметрии стоит учитывать. В своих работах я использовал как коммерческие продукты, так и бесплатное ПО (WebODM, DJITerra, PIX4Dsurvey, Agisoft Metashape Professional, mapbox-gl-native) Для проведения фотосъёмки и для получения достаточного количества данных лучше использовать ПО с программируемой функцией создания трека полёта. В ней уже автоматически заложен алгоритм и проведены расчёты, сколько снимков нужно сделать, на какой высоте и под каким углом. К примеру, Litchi очень удобная программа с большим количеством дополнительных функций, которые отсутствуют у стандартных приложений управления дронами. А вот DJITerra продукт с более широким и серьёзным функционалом. С помощью данного ПО можно создавать эффективные маршруты полёта, использовать предварительно заданные точки, а также такие настраиваемые параметры как высота, скорость, угол наклона стабилизатора, направление летательного аппарата и т. д. Для сложных задач, требующих более точных результатов, можно применять трёхмерную визуализацию полёта для разработки и симуляции процессов с использованием уже существующих 3D-моделей. Теперь перейдём к тому, что можно получить на выходе. Мы получаем объёмную, точную 2D и 3D модель нужного нам объекта. После как говорится полёт фантазии не ограничен. Мы можем добавлять свой слой поверх карт Google Maps и Яндекс карты, получив на выходе актуальные слои и данные по нужной нам местности. К примеру, состояние дорожного полотна, ледовой переправы, жилфонда, состояние полей с урожаем и тд. Что касается 3D объекта, то используя функцию конвертирования, с помощью специального ПО можно перенести наш объект? к примеру в SketchUp — программу для 3D дизайна и архитектурного проектирования. В Blender - профессиональное свободное и открытое программное обеспечение для создания и редактирования трёхмерной компьютерной графики. В ней мы можем доделывать, дорисовывать, вставлять и корректировать неточности, а также “артефакты”, полученные при создании 3D объекта. Полученные объекты в готовом виде можно перенести как полигонную модель в Unity — кроссплатформенную среду разработки компьютерных игр и воссоздать 3D модель посёлка, города, здания. Применять к ним физические принципы в виде открытия дверей, движения облаков, дыма в трубах и тд. Применить технологию виртуальной, дополнительной реальности, к примеру, посещения определённых объектов. Историческая составляющая подобных технологий, это возможность использовать архивные фото и видеоматериалы для воссоздания их точного образа на тот момент времени.
Андра (sever.informm.z)
Технология построения 3D-моделей объектов по набору изображений или сказ о том, как я увлёкся ФОТОГРАММЕТРИЕЙ.
🚁 🏡 🌏 📐 📌
Думаю, стоит начать с самых истоков о то, что вообще из себя представляет фотограмметрия.
Фотограмметрия – это наука о получении измерений по фотографиям. Эти концепции восходят к 15 веку, когда Леонардо да Винчи заявил: «Перспектива есть не что иное, как видение предмета за листом стекла, гладкого и совершенно прозрачного, на поверхности которого можно отметить все вещи, находящиеся за этим стеклом».
Развитие программного обеспечения с открытым исходным кодом, снижает барьер входа в нишевые технологии. Ранее подобные технологии были широко распространены в рамках геодезии, однако сейчас фотограмметрия используется в разработке игр, VR/AR, или для сохранения исторических памятников культурного наследия.
На видео, которые я выкладывал, вы могли наблюдать готовые ортофотопланы, сконструированные фотограмметрические объекты (Три медведя, беседка, п.Октябрьское и Андринская СОШ, пгт.Андра и футбольный корт, снятый в зимнее время. Как можно заметить, результат получился топорным, но как говорится, первый блин комом. Для каждого из этих объектов, я использовал лишь минимальный набор изображений от 40 до1300 что является недостаточным условием для построения чёткого объекта.
Для лучшего конечного результата требуется примерно от 6000 до 12000 снимков (К примеру памятник 3 медведя). На каждом видео видно сколько неточностей, размытости и артефактов получилось на итоговом сконструированном объекте. Происходит это в результате недостаточности набора исходных данных. Поэтому такие моменты в фотограмметрии стоит учитывать.
В своих работах я использовал как коммерческие продукты, так и бесплатное ПО (WebODM, DJITerra, PIX4Dsurvey, Agisoft Metashape Professional, mapbox-gl-native)
Для проведения фотосъёмки и для получения достаточного количества данных лучше использовать ПО с программируемой функцией создания трека полёта. В ней уже автоматически заложен алгоритм и проведены расчёты, сколько снимков нужно сделать, на какой высоте и под каким углом. К примеру, Litchi очень удобная программа с большим количеством дополнительных функций, которые отсутствуют у стандартных приложений управления дронами. А вот DJITerra продукт с более широким и серьёзным функционалом. С помощью данного ПО можно создавать эффективные маршруты полёта, использовать предварительно заданные точки, а также такие настраиваемые параметры как высота, скорость, угол наклона стабилизатора, направление летательного аппарата и т. д. Для сложных задач, требующих более точных результатов, можно применять трёхмерную визуализацию полёта для разработки и симуляции процессов с использованием уже существующих 3D-моделей.
Теперь перейдём к тому, что можно получить на выходе. Мы получаем объёмную, точную 2D и 3D модель нужного нам объекта. После как говорится полёт фантазии не ограничен. Мы можем добавлять свой слой поверх карт Google Maps и Яндекс карты, получив на выходе актуальные слои и данные по нужной нам местности. К примеру, состояние дорожного полотна, ледовой переправы, жилфонда, состояние полей с урожаем и тд. Что касается 3D объекта, то используя функцию конвертирования, с помощью специального ПО можно перенести наш объект? к примеру в SketchUp — программу для 3D дизайна и архитектурного проектирования. В Blender - профессиональное свободное и открытое программное обеспечение для создания и редактирования трёхмерной компьютерной графики. В ней мы можем доделывать, дорисовывать, вставлять и корректировать неточности, а также “артефакты”, полученные при создании 3D объекта.
Полученные объекты в готовом виде можно перенести как полигонную модель в Unity — кроссплатформенную среду разработки компьютерных игр и воссоздать 3D модель посёлка, города, здания. Применять к ним физические принципы в виде открытия дверей, движения облаков, дыма в трубах и тд. Применить технологию виртуальной, дополнительной реальности, к примеру, посещения определённых объектов.
Историческая составляющая подобных технологий, это возможность использовать архивные фото и видеоматериалы для воссоздания их точного образа на тот момент времени.