Это известно как фотограмметрия. Существует множество «любительских» программ, которые создают 3D-модели из фотографий, но в большинстве случаев эти программы создают 3D-изображения.
Все о создании 3D-моделей по фотографиям
Фотография — это процесс 3 D моделирования из фотографий. Сегодня фотография широко используется в строительстве, архитектуре, промышленном моделировании и в искусстве.
С появлением фотографии фотограмметрия начала быстро развиваться, но первоначально использовалась только для реконструкции ландшафтов и создания топографических карт. Фотография позволяет быстро и легко создавать частично автоматизированные трехмерные модели с помощью современного программного обеспечения. Сложные модели трудно создать с помощью этого метода, но он используется во многих приложениях.
Изготовление 3D- модели по фотографии : применение техники
Моделирование за 3 дня по фотографиям используется в тех случаях, когда трехдневные модели не могут быть реконструированы. Кроме того, технология позволяет моделировать крупные географические или промышленные объекты без полевых измерений. Он также полезен для напоминаний в условиях, когда присутствие человека может быть небезопасным.
Игры и кино
Построение 3D-моделей из фотографий часто используется для эскизов персонажей в играх и мультфильмах. За основу берутся фотографии реальных людей, вернее, их самих, и по ним изготавливаются модели. Эта техника позволяет реалистично передавать черты и выражения лица.
При создании капитана Шепарда из Mass Effect за основу был взят облик модели Марка Вандерлоо.
Многие известные актрисы показывали персонажей мультфильмов (и не только людей). Люси Лью — это Гадюка из «Кунг-фу панды», а Рианна — намек на девушку из дома кино.
Прототипирование
3D-моделирование по фотографиям используется для создания оригинальных версий продуктов. Например, если у вас есть пластиковый корпус и вам нужен аналогичный продукт, вы можете взять существующую фотографию. В результате появилась 3-дневная модель, которую можно модифицировать. Это помогает оценить функциональность продукта еще до начала серийного производства.
Дизайн
Построение 3D-моделей по фотографиям иногда используется в промышленном дизайне. Это позволяет быстро оценить масштаб работ для создания полной рабочей модели. Однако этот метод не подходит для создания сложных изделий. В этом случае предпочтительнее создать 3D-модель с нуля.
Правила создания фотографий для построения 3D- моделей
Если вы хотите получить точную модель объекта, необходимо соблюдать несколько правил при получении объекта.
1) Всегда освещайте объект. Лучше всего поместить его на движущуюся платформу и стабилизировать камеру статично на небольшом расстоянии (если объект небольшой). Поверните объект на определенный угол, он всегда находится в центре.
2. если объект слишком большой и неудобный для поворота (например, автомобиль), следует повернуть камеру. Это делает процесс съемки более сложным. Это связано с необходимостью выдерживать расстояние до объекта съемки со всех ракурсов, что требует большого количества расчетов. В этом случае рекомендуется рассмотреть другие варианты, например, вызвать специалиста для проведения фотосъемки и измерений. В качестве альтернативы можно получить результаты измерений непосредственно от объекта.
3.Штатив должен быть оснащен «уровнем» для установки камеры строго в вертикальной и горизонтальной плоскости.
При создании 3D-модели по фотографиям требуется не менее трех фотографий объекта. Фотографии в полпрофиля помогают сделать модель более дорогой, но не являются необходимыми для менее ярких объектов.
Рекомендации
- объект лучше поместить на однотонном фоне ;
- калибровочный стенд (лист бумаги с маркировкой) поможет повысить точность модели;
- полученные изображения лучше конвертировать в формат jpg ;
- все изображения должны иметь одинаковую высоту и ширину ;
- изображения надо обязательно последовательно пронумеровать.
Если у вас нет компьютера с Windows, второй вариант — использовать встроенный режим Ultimaker Cura. Этот инструмент не такой мощный, как 3D Builder, но он хорошо работает. Это также очень хороший выбор для тех, кто в основном использует Cura для нарезки, так как для ввода модели не нужно подвергать ее воздействию различных приложений.
Учимся превращать изображения в 3D-модель
Время, необходимое для создания 3D-модели фотографии, зависит от количества фотографий. Если манипуляции проводятся с одной фотографией, результат не столь значителен, как при работе с большим количеством фотографий. Это связано с тем, что в этом случае гарантируется более детальная и точная 3D-модель.
Для фотографий:.
1. smoothie3D, бесплатная онлайн-платформа, которая
2. инструменты для экструзии, доступные во многих программах CAD, и
3. инструменты искусственного интеллекта.
Далее мы подробно рассмотрим каждый из четырех предложенных вариантов, прежде чем приступить к преобразованию фотографий.
Единственная фотография: Smoothie 3D
Smoothie 3D служит бесплатной онлайн-платформой, используемой для создания 3D-моделей из отдельных изображений. Программное обеспечение использует одно изображение для создания цифровой модели в режиме онлайн, которая позволяет получить то же, что и при использовании сканирования или фотограмметрии.
К сожалению, это программное обеспечение неэффективно, когда требуются асимметричные модели с большим количеством деталей. Фактически, Smoothie 3D требует «эскиза» (внутри приложения) для преобразования этих деталей в трехмерную текстурированную модель. Если вы знакомы с оттенками программной среды, этот процесс может занять некоторое время.
После завершения этапа моделирования вы можете либо напечатать его самостоятельно, либо передать свои планы в службу 3D-печати.
Smoothie-3D предлагает простое решение, и 3D-печать становится максимально простой. Самое главное, что не требуется никакого предыдущего опыта моделирования и нет необходимости загружать программное обеспечение на компьютер.
Фотография: инструмент выдавливания
Инструмент создает новую геометрию для поверхностей, вершин или кромок. Он облегчает создание третьей оси из 2D-файла (моментального снимка) на основе определенного алгоритма. После получения новой геометрии у модели появляется объем.
Как правило, этот инструмент используется в программном обеспечении для компьютерного проектирования (CAD). Поэтому главная задача — выбрать подходящий для вас инструмент CAD, будь то профессиональный или простой.
К сожалению, это программное обеспечение неэффективно, когда требуются асимметричные модели с большим количеством деталей. Фактически, Smoothie 3D требует «эскиза» (внутри приложения) для преобразования этих деталей в трехмерную текстурированную модель. Если вы знакомы с оттенками программной среды, этот процесс может занять некоторое время.
Вариант 2 — Cura
Если у вас нет компьютера с Windows, второй вариант — использовать встроенный режим Ultimaker Cura. Этот инструмент не такой мощный, как 3D Builder, но он хорошо работает. Это также очень хороший выбор для тех, кто в основном использует Cura для нарезки, так как для ввода модели не нужно подвергать ее воздействию различных приложений.
- Загрузите слайсер Ultimaker Cura с веб-сайта Ultimaker, если вы еще не используете его.
- Импортируйте изображение в Cura, перетащив его в рабочую область.
- Когда вы импортировали изображение, появится меню с другими настройками. Здесь вы можете изменить высоту, ширину, толщину, гладкость и многое другое.
- Наконец, вы можете экспортировать его как STL или OBJ, нажав «File», затем «Export», или вы можете сразу нарезать его для 3D-печати.
Вариант 3 — Литофан конвертер
Еще один способ преобразовать изображение в 3D-печатный файл — сделать литофан. Возможно, вам интересно, что такое литофан? Литофан — это трехмерный объект, который изменяет количество проходящего через него света из-за разницы в толщине. Эти различия в толщине создают более темные и более светлые участки изображения, которые кажутся «встроенными» в объект. Поэтому изображение можно воспринимать только при наличии света, и оно не может состоять более чем из одного цвета.
Существует множество способов создания литокопа, но проще всего использовать онлайн-конвертер изображений для литокопа. Это гораздо более мощный инструмент с большим количеством настроек и лучшими результатами, чем метод CURA для преобразования изображений в 3D-модели.
Приложение распространяется по условно-свободной лицензии с ограниченной функциональностью для платформы iOS. Нет никакой рекламы, кроме презентации самого продукта. Однако на выходе получается водонепроницаемый материал. Чтобы удалить последние или получить доступ к улучшенным функциям, необходимо зарегистрироваться.
Программы для создания трехмерных моделей
3D Software Object Modeller
Разработчик: Creative Dimension Software Ltd.
Работает под управлением: Windows 2000 (пакет обновления 4)/XP
3D Software Object Modeller (или 3DSOM Pro) — это профессиональное решение для быстрого создания трехмерных изображений реальных объектов. Модели могут быть использованы в интерактивных справочниках, компьютерных 3D-играх и мультимедийных презентациях. Кроме того, пакет представляет интерес для музеев (например, демонстрация древних инструментов, представителей вымершей фауны) и может быть полезен для моделирования, например, одежды или ювелирных изделий (демонстрация образцов). 3D Software Object Modeller использует передовую технологию 3DSOM 1.0, разработанную компанией Canon, и предлагает гораздо более быстрый способ создания моделей, чем классические пакеты 3D-моделирования, не требует обширной технической подготовки и поэтому является альтернативным вариантом 3D-моделирования. Он позиционируется как инструмент. Пакет предназначен для 3D-дизайнеров, веб-дизайнеров и фотографов и позволяет моделировать различные типы объектов, за исключением прозрачных и отраженных объектов и объектов
Для получения 3D-модели объекта необходимо около 20 фотографий (в формате jpeg, png, ppm или bmp) объекта, сделанных под разными углами с помощью обычной цифровой камеры. Объект должен быть помещен в центр специальной калибровочной основы, которая представляет собой обычную белую бумагу со специальными отметками. Полученные изображения загружаются в программу. Программа автоматически охватывает все изображения и отделяет объект от фона. Недостатки автоматического покрытия (которое может возникнуть, если снимки были сделаны не в идеальных условиях). Цвета фона не совсем одинаковые. Неравномерное освещение и т.д.) можно легко исправить с помощью набора ручных и полуавтоматических инструментов освещения. Затем программное обеспечение автоматически создает каркас модели, при необходимости вручную корректируя окончательную геометрию, после чего используется материал для текстурирования и текстурирование модели. На этом этапе вы также можете вмешаться и изменить автоматически созданные материалы и принципы их отображения. Затем модель экспортируется либо в 3D-формат для дальнейшей обработки в программном пакете 3D, либо в Java-апплет, если модель используется в Интернете.
PhotoModeler 5.2
Разработчик: Eos Systems, Inc.
Распространение: shareware (демо-версия — http://www.photomodeler.com/demo01.html)
Цена: определяется опциями лицензии.
Работает под управлением: Windows 2000 / NT 4.0 (sp6 +)/ XP
Одним из самых известных в мире приложений в области программного обеспечения для фотограмметрии является PhotoModeler — пакет, предназначенный для создания трехмерных эскизных моделей на основе фотографий. Он был протестирован в различных областях электронного моделирования, включая машиностроение, архитектуру и реставрацию зданий, археологию и антропологию, видео и анимацию, криминологию и инженерное дело. Например, при реставрации зданий его можно использовать для воссоздания внешнего вида архитектурных сооружений по сохранившимся чертежам 3D-моделей, а в судебно-медицинской практике приложение очень активно используется для воссоздания изображений мест происшествий. Пакет позволяет обрабатывать любое количество фотографий, сделанных несколькими камерами, включая фотографии, сделанные одновременно на одном проекте. При необходимости модели могут быть созданы даже из одной фотографии. Это не редкость в археологии и антропологии (из-за недостатка исходного материала), но, конечно, качество снижается. Новые фотографии всегда могут быть добавлены, если в ходе работы над проектом станут доступны новые исходные материалы. Результат зависит от многих факторов: разрешения и количества исходных фотографий, углов между ними, количества точек привязки и четкости описания камеры.
Это одно из лучших решений не только для новичков, но и для владельцев недорогих смартфонов с более-менее нормальными камерами. В отличие от своего аналога, это приложение не требует изменения перспективы загрузки и не нуждается в специальных дополнениях.
Методика
Теперь, когда основные параметры установлены, можно переходить непосредственно к загрузке. Вспомните, где была сделана первая фотография. Вы также можете пометить его. На этом фотосессия завершена. Убедитесь, что объект съемки полностью заполняет кадр. Конечно, объекты на заднем плане не повредят снимку. Они могут даже помочь программному обеспечению в последующем позиционировании камеры.
Самое главное, что качество 3D-модели напрямую зависит от качества сделанной фотографии. Если на заднем плане фотографии много объектов, они также попадут в компьютерную модель.
Поэтому необходимо делать снимки с разных углов, перемещаясь вокруг объектов. Со временем лучше сделать больше фотографий, чем начинать процесс с самого начала, убирая фотографии. В зависимости от сложности объекта съемки может потребоваться от 40 до 100 фотографий.
Программы для обработки
Кроме того, фотографии обрабатываются с помощью специального программного обеспечения. В зависимости от функциональности это может быть как бесплатным, так и платным. Например, можно использовать программное обеспечение AutodeskReMake. Это программное обеспечение позволяет пользователям преобразовывать серию фотографий в 3D-сетку высокого разрешения (полигональную сетку). Ячейки сетки можно обрабатывать, ремонтировать, измерять и оптимизировать. Таким образом, если в 3D-модели, созданной по фотографиям, появляются дефекты, программное обеспечение может помочь исправить их перед печатью.
Поскольку ReMake использует облачные вычисления, конечному пользователю не нужен мощный компьютер для редактирования фотографий. Единственное требование — наличие учетной записи на сайте Autodesk. После выполнения этого шага пользователи получат 5 ГБ свободного места на 360.autodesk.com. ReMake использует этот ресурс для создания моделей на основе изображений.
Убрать лишнее
Как показывает практика, при фотографировании захватываются объекты, которые не относятся к желаемому объекту. С помощью программного обеспечения их можно удалить перед печатью. Как правило, полученная 3D-модель будет содержать базу, на которой находились объекты в момент съемки. Чтобы очистить модель, запустите ReMake и выберите инструмент Лассо. Затем, удерживая левую кнопку мыши, выделите ненужную область и нажмите клавишу Delete на клавиатуре.
Возможно, полностью удалить нежелательный участок не удастся. Инструмент «Лассо» захватывает область самого объекта. Чтобы избежать этого, щелкните правой кнопкой мыши на выбранном режиме разделения и выделите область, которую нужно удалить, с помощью инструмента Лассо. Затем нажмите на соответствующий значок, чтобы выйти из режима выбора разделения. Модель почти готова к печати.
Программное обеспечение может быть использовано для автоматической проверки модели на наличие ошибок. Для этого нажмите на значок 3D-печати. Затем появится окно, в котором пользователю будет предложено проанализировать объект на наличие ошибок. Пользователь просто выбирает «Да». В зависимости от размера и сложности объекта, процесс может занять от нескольких секунд до нескольких минут.
Лист белой бумаги при фотографировании помогает обрезать фон Сканирование по телефону позволяет избежать ошибок при спешке
Если обнаружена ошибка, появится соответствующее окно и сообщение ‘3D не может быть напечатан’. Используйте инструмент анализа для корректировки модели. Затем необходимо нажать кнопку Fix.
В окне анализа будет показано количество «сломанных» клеток. Вы также можете увидеть их положение в модели. Затем вы можете нажать кнопку Исправить и исправить проблемные области по одной или нажать кнопку Исправить все дыры, и программа преобразует все неправильные ячейки сразу. Различные инструменты программы позволяют вручную выравнивать, удалять или добавлять элементы. Если вы умеете работать с Photoshop, то редактирование моделей в ReMake не составит труда.
