Доброго времени суток, друзья! Хочу рассказать вам об одном интересном, но почему-то не слишком популярном, способе создания трехмерных моделей. Речь пойдет о программе Autodesk ReCap 360, которая является бюджетной альтернативой дорогостоящим сканерам.

Она позволяет создавать текстурированные модели из фотографий. Нужно только пройтись несколько кругов с фотоаппаратом вокруг объекта, сделать несколько десятков снимков и загрузить их на сервер Autodesk через программу. К слову, у них есть версия как для браузеров, так и для установки на компьютер. Каких-то жестких требований к качеству снимков нет. Фотография должна быть четкой, а сканируемый объект всегда должен быть в фокусе, модель не должна быть прозрачной или отдавать бликов - вот и все требования. Снимки можно делать и с телефона, никаких проблем в этом нет, свои первые модели я делал на Samsung Galaxy Y Duos 2012 года. Разница между телефонной камерой и нормальным фотоаппаратом только в детальности прорисовки каких-либо мелких деталей вроде складок на одежде или деталей лица человека.

Вот одна из моделей, сделанная из снимков телефонной камеры:

Тут было сделано 64 снимка, сетка получилась на 563 тыс. треугольников.

А вот такие модели я делаю с довольно простеньким цифровым фотоаппаратом Samsung L73:

Тут я сделал 46 снимков. На скриншоте с редактора уже упрощенная модель из 150 тыс. треугольников. Изначально было 1,7 млн. Чем выше разрешение снимка, тем плотнее сетка.

Но есть, конечно, и косячные случаи. Какие-то плоские предметы или скажем, ствол пушки, получаются не всегда. Но такие штуки легко нарисовать самому.

Но с опытом таких косяков становится меньше.

После того, как вы загрузили фотографии, они обрабатываются на сервере autodesk, иногда там бывает очередь минут на 10-20. По времени ожидания подготовки самой модели всегда выходит по разному, это зависит от количества снимков и их разрешения. У меня модели из, грубо говоря, 50 снимков получаются минут за 30-40, бывали модели, где по 120 снимков - там дело затягивается на несколько часов. Тут ничего контролировать не надо, наше дело загрузить фотки, а дальше можно вообще выключить комп и идти гулять. Когда модель будет готова всегда приходит уведомление на электронную почту. Для работы нужно иметь свою учетную запись.

Вообще, у Autodesk есть 3 программы с подобным функционалом: ReCap 360, о которой эта статья, 123D Catch для смартфонов и ReMake, в котором еще есть простенький редактор. Не хочу подробно описывать условия приобретения этого ПО. 123D вроде бесплатный, но там, наверное, стоит ограничение до 20 снимков для одной модели. Сам не пробовал, потому точно не скажу. У ReMake есть двухнедельный пробный период и возможность грузить до 50 снимков. ReCap бесплатный, количество снимков неограниченно, но все это модели низкого качества, а за высокое качество нужно платить какими-то кредитами, есть 1 месяц бесплатного пользования без ограничений. Так же у Autodesk некоторые продукты распространяются совершенно бесплатно для студентов и преподавателей, сроком пользования на 3 года. Я уже пару десятков моделей получил, ни рубля не потратив.

Есть и другие разработчики аналогичного ПО, вроде у всех есть пробный период. Но там, снимки проходиться обрабатывать вручную, что довольно муторно. Пробовал PhotoScan, на счет качества ничего не скажу, у меня модель кривой получилась и больше я эту прогу не открывал. Есть еще Starta, ее я даже не пробовал, уж слишком много в ней всего, а я не очень то дружу с иностранными языками.

Надеюсь, было интересно.

Цель этой статьи - проиллюстрировать применение известных в области автоматизации проектирования средств восстановления моделей объектов по фотографиям в стендовом моделизме

Что такое восстановление чертежей или 3D модели объекта по фотографиям?

Известно, что по фотографии можно вычислить некоторые геометрические характеристики реальности, которая запечатлена на фотоснимке. Более конкретно, если мы имеем снимок, снятый объективом с определенным фокусным расстоянием, и на этом снимке известна точка пересечения оси объектива с плоскостью снимка (центр снимка), то можно весьма точно вычислить угловые расстояния между центром снимка и любой точкой на снимке или на объекте (изделии), снятом на этом снимке. А если есть несколько фотографий, на которых некоторое изделие (самолет , танк, корабль, здание или их части) сняты с нескольких разных точек, то по определенным алгоритмам можно вычислить взаимное положение в трехмерном пространстве различных точек изделия. Применив затем к вычисленным координатам точек в пространстве простые геометрические преобразования вращения и масштабирования и соединив вычисленные точки соответствующим и линиями и плоскостями, можно в итоге получить 3D (трехмерную) модель изделия, а спроектировав ее на нужные плоскости, получить проекции - чертежи изделия.

Наука и технология восстановления 3D моделей и чертежей изделий по фотографиям называется фотограмметрией . Имеются многочисленные программы, автоматизирующие эту работу, такие, как REALVIZ / AutoDesk ImageModeler ,
PhotoModeler и другие

Зачем восстанавливать чертежи или 3D модель изделия по фотографиям?

Бывают случаи, когда есть только фотографии. Например, некий архитектурный памятник был снят в свое время фотографом с разных точек, а затем был по каким-то причинам утрачен и не осталось никаких его чертежей и эскизов. В этом случае фотографии - единственный источник знаний об изделии, и получить чертежи или 3D модель можно только по ним.

Другой случай из области архитектуры - необходимость получения чертежей или 3D модели существующего здания, если для него отсутствуют чертежи и другие материалы, позволяющие обойтись без фотограмметрии, а формы и сложность здания делают реальный обмер всех частей здания если не невозможным, то чрезвычайно трудоемким. В этом слачае получение чертежей или 3D модели по фотографиям может оказаться самым простым решением. Отличие этого случая от предыдущего состоит в том, что фотографии можно сделать специально для целей фотограмметрии - а значит, более подходящие и лучшего качества.

Бывают случаи - таких много - когда доступные чертежи изделия (самолета, танка или корабля) построены приблизительно, "примерно" по фотографиям и рисункам и не включают более или менее достоверные цифровые и другие данные "от производителя", позволяющие более или менее обоснованно судить о размерах, пропорциях и обводах объекта. Таких случаев множество; публикуемые в популярных изданиях "чертежи" разных изделий часто настолько различаются между собой и отличаются от самого изделия, что использовать их для построения стендовой модели-копии изделия не представляется возможным или приходится гадать, какие из найденных чертежей более достоверны. В этих случаях имеющиеся фотографии изделия могут служить для получения данных, позволяющих судить о точности тех или иных доступных чертежей изделия, а если таких фотографий много и они хорошего качества, они могут служить и для построения 3D модели и чертежей изделия.

Пример восстановления 3D модели и чертежей изделия по фотографиям посредством REALVIZ ImageModeler

Пример восстановления 3D модели и чертежей по фотографиям я приведу на примере несложного изделия - козырька фонаря кабины самолета Як-9Т. Причина моего обращения к фотограмметрии в этом случае вполне общая: я имею в руках несколько чертежей данного самолета, проекции козырька на них различаются существенно, и ни один нельзя обоснованно выбрать как наиболее "похожий". Козырек на этих чертежах просто более или менее похоже нарисован, строить претендующую на приемлемую точность стендовую модель по ним нельзя.

С другой стороны, имеется неплохой фотоматериал, который можно попробовать использовать для фотограмметрии. Это прежде всего несколько кадров козырька крупным планом из известного фильма "Эксплуатация_самолетов_Як 1, 7, 9. Инструкция_летчику " 1943 года, а также несколько более или менее четких фотографий из других источников в ракурсах, не представленных в кадрах фильма.

Выбираем подходящие снимки и приводим их к примерно одному и тому же размеру. Поскольку изделие у нас строго симметричное, некоторые снимки "зеркалим" и добавляем зеркальные копии к набору - таким образом, в нашем наборе оказываются снимки, снятые как бы с двух симметричных точек, хотя на самом деле у нас их нет.

Используем старую, но работоспособную версию REALVIZ ImageModeler. Она хороша тем, что представляет собой отдельную программу (свежие версии ImageModeler уже являются частью AutoCAD и требуют его установки).

Загружаем все выбранные снимки в ImageModeler. Каждый снимок ассоциируется с отдельной камерой, имеющей свое собственное, неизвестное нам фокусное расстояние и центр кадра - мы выбираем такой способ загрузки, так как мы не знаем, как на самом деле сделаны выбранные нами снимки и как они кадрированы. Иначе говоря, мы просто сообщаем ImageModeler, что мы ничего не знаем о том, как были сняты фотографии - тем самым предоставляя ему право самому все это определить (а он это умеет).

Далее на всех загруженных снимках расставляем поименованные метки - так называемые калибрационные маркеры. Каждый поименованный маркер соответствует определенной точке изделия - чаще всего это какой-нибудь угол, четко определяемый на тех снимках, на которых он виден, либо пересечение прямых линий (такие пересечения мы заранее нарисовали на снимках). На каждом снимке стараемся поставить все маркеры, места которых видны или достоверно угадываются на нем. По мере расстановки маркеров ImageModeler производит необходимые пересчеты, пытается откалибровать камеры и уведомляет нас о том, что его расчеты-пересчеты закончились успешно ("Cameras have been successfully calibrated.") либо нет. В случае неудачи (которая означает, что по текущему расположению маркеров ImageModeler не может понять, откуда и как делались снимки) уточняем положения маркеров до тех пор, пока не добиваемся сообщения об успехе калибровки.

Положение всех маркеров уточняем последовательно до тех пор, пока списки снимков и маркеров в левой части окна ImageModeler не "позеленеют". Зеленый цвет иконок снимков и маркеров означает, что маркеры на снимках расставлены "хорошо" - в результате расчетов ImageModeler определил, что разброс их рассчитанных положений в пространстве по всем снимкам не превышает 3 пикселов (при размере снимков примерно 1200 х 800 пикселов). При желании можно ужесточить это ограничение - указать предельное отклонение в 2 или даже 1 пиксел и продолжить уточнение положения тех маркеров, которые окрашены желтым или красным, стараясь "зазеленить" как можно больше маркеров. Работа эта довольно нудная, требует некоторого опыта для правильного выбора маркера, которым следует заняться в первую очередь. Заканчивается она в тот момент когда либо все маркеры зеленые, либо ничего уже улучшить не удается.

В результате этой работы ImageModeler имеет набор ("облако") точек в трехмерном пространстве, каждая из которых соответствует одному из маркеров. Выгружаем это "облако"в файл подходящего формата (например, DWG) и импортируем в программу 3D моделирования. Видим на первый взгляд бесформенное "облако" точек, которое после некоторого верчения, рассмотрения и сопоставления с фотографиями и маркерами на них удается "разобрать" и понять, какая точка какому маркеру соответствует. Далее это "облако" ориентируем так, чтобы "козырек" занял нужное положение в 3D пространстве (плоскость симметрии совпадает с плоскостью YZ, а задняя плоскость козырька - с плоскостью XZ)

И, наконец, самое существенное после ориентации - масштабирование. ImageModeler не знает, разумеется, каковы в реальности расстояния между маркерами, и устанавливает их в нужных относительных величинах исходя и некоторой произвольной базовой метрики. Для масштабирования берем известные из других источников размеры - высоту козырька от нижних срезов боковин до верхушки и ширину козырька между нижними срезами боковин:

И получаем более или менее правдоподобную 3D модель козырька; ее проекции на плоскости представляют собой три проекции чертежа. Импортируем полученную 3D модель козырька в модель самолета,в которой уже готовы капот и верхняя часть фюзеляжа; совместив верхушку козырька с ее расчетным положением, убеждаемся, что козырек хорошо "встал" на свое место: нижние углы переплета (обозначенные красными кружками ) практически точно "легли" на повернхость фюзеляжа:

Что получилось?

Рассматривая 3D модель козырька вместе с фюзеляжем и другими частями фонаря, убеждаемся в "похожести" - на имеющиеся фотографии наш козырек весьма и весьма похож. Этот же вывод следует из сравнения проекции сбоку с фотографиями:

Можно видеть, что в то время как наш козырек вполне похож на фотографии Як-9Т, он существенно отличается от козырька известного Як-9 И.И.Клещева, выставленного ныне в музее Задорожного (нижняя часть последнего снимка). В качестве объяснения может быть выдвинуто предположение о том, что на этом самолете козырек нештатный и заимствован, к примеру, с Як-1Б; на "нештатность" указывает также тот факт, что переднее бронестекло в этом козырьке явно установлено неправильно.

В заключение привожу окончательные чертежи "моего" козырька, "снятые" с 3D модели:

Выводы

Восстановление, причем визуально весьма точное, 3D модели и чертежей изделия вполне удалось, причем в данном случае всего лишь по нескольким старым и весьма плохим снимкам. В пользу точности говорит тот факт, что ImageModeler удалось хорошо откалибровать камеры по снимкам с нашими маркерами - это считается основанием для утверждения о том, что ему удалось достаточно точно определить положение маркеров в пространстве, а значит, пространственную модель изделия. Разумеется, если бы фотографии были получше и их было бы побольше, а тем более если удалось бы ввести вместе со снимками условия их съемки (фокусные расстояния и другие параметры), точность была бы больше; и почти абсолютной точности можно было бы достичь, если перед съемкой откалибровать фотокамеру встроенными в ImageModeler средствами калибровки и затем снимать изделие этой же камерой с точно известными фокусными расстояниями для каждого снимка (нужные данные фотокамеры умеют записывать в заголовки снимков). Однако для целей стендового моделирования полученные 3D модель и чертежи могут считаться более чем достаточными, а их точность заметно лучше, чем в чертежах из публичных источников.

Ваши снимки легко превратить в настоящие трехмерные модели, которые можно распечатать на 3D-принтере. Мы расскажем, как это работает.

Шаг 1: преобразование фотографий в 3D-модель

Чтобы начать превращение, вам понадобится программа VisualFSM .

• Импортируйте в VisualFSM все фотографии соответствующего объекта. Лучше всего сделать несколько фотографий, двигаясь вокруг предмета.
• Нажмите кнопку Compute Missing matches, а затем — Compute 3D Reconstruction.
• Если результат вас устраивает, а 3D-модель можно узнать по разным точкам, кликните на CMVS. После завершения расчетного процесса нажмите клавишу Tab, чтобы просмотреть готовую .

Шаг 2: оптимизация 3D модели

• Перейдите в раздел File — Open Project File и импортируйте проект, созданный в первом шаге.
• В правом верхнем углу вы найдете инструмент, который позволит вам удалить лишнее. Очистите с его помощью вашу 3D-модель и при необходимости выровняйте края. Сохраните проект как PLY-файл.
• Перейдите к разделу Filters — Point Set — Surface Reconstruction: Poisson. Выберите для параметра Octree Depth значение 12, а для Solver Divide — 10 и нажмите Apply.
• Удалите свое облако точек. Теперь у вас есть готовый .
• Нажмите Filters – Selection — Select Non Manifold Edges и снова используйте инструмент удаления.
• Перейдите к пункту Filters – Texture — Parameterization + texturing from registered rasters. Выберите здесь максимально высокое разрешение, поставьте галочку на UV stretching и снова нажмите Applу.
• Сохраните готовую модель как OBJ-файл. Теперь вы можете просто распечатать его на 3D-принтере.

Я принимаю заказы на изготовление 3d моделей по фотографиям, эскизам, чертежам, описанию и т.п. Модель будет сделана в программах 3DsMax и Zbrush. Вы получите файлы в формате obj, stl, 3ds. Они отлично подойдут для фрезеровки и печати. Модель по фотографии может быть в разных вариантах, таких как просто портрет, портрет с руками, фигура полностью. Различные позы, возможное добавление различных декоративных элементов, таких как: рамка, узоры, основа. Цена зависит от сложности предполагаемого изделия.

Образец 3d модели барельефа, Вы можете скачать бесплатно

Модель в формате: 3ds, obj, stl

Кол-во полигонов: 805 236

Если Вы хотите заказать такой портрет отправьте свою заявку

Также Вы можете написать письмо на почту mail@сайт
Либо воспользуйтесь данной формой, укажите свой e-mail и я отвечу в ближайшее время

Современную промышленность и дизайн невозможно представить без трехмерного моделирования . Прежде, чем приступить к производству продукции необходимо построить 3д-модель объекта , и, с помощью технологии быстрого прототипирования создать еепрототип . Это необходимо для того, чтобы оценить эргономику будущего изделия (например, вам необходимо изготовить корпус детали или прототип автомобиля ). Кроме того, изготовление прототипа может быть одной из стадий - на пути ксозданию формы для литья - длямелкосерийного производства или выпуска пробной серии продукции .

Трехмерное моделирование - вид компьютерный графики, сочетающий в себе различного рода программные и аппаратныеинструменты для создания трехмерных моделей объектов.3д-моделирование и визуализация широко применяются впромышленном дизайне иинженерии . Спомощью 3д моделирования создаютсяобъемные графические объекты , посредствомрендеринга (размещение 3d-модели на необходимый фон - для визуализации объекта в среде) приобретаютмаксимальную фотореалистичность .

С помощью технологий3д-моделирования можно воссоздать объекты по чертежам и/или по фотографиям. Стоит отметить, что существует множество программных способов (программ), для создания псевдотрехмерных моделей на основе фотографий.

Мы же говорим о построении по фотографии точной 3д модели , опытным специалистом изкомпании KOLORO . Стоит отметить, что профессиональный 3д-дизайнер должен иметь не только навыки работы с графическими программами, но и специальное техническое образование. Это гарантия того, что построенная им трехмерная модель будет не просто красивой, а иполностью соответствующей техническим требованиям , выдвигаемым к даной категории объектов.

Итак, в качестве основы для создания 3д-модели могут быть использованы:

• фотографии;
• чертежи;
• 3д-сканер (результаты 3д-сканирования);
• реальный объект (3д-модель созданная по облаку точек);
• устное описание требуемого объекта;
• рисунок (или набросок) объекта от руки;

Чертежи выступают в качестве шаблонных изображений. Для того чтобы создать 3д-модель по чертежам необходимо иметь три чертежа объекта - спереди, сверху и сбоку, а в идеале еще и сзади.

Требования к чертежам:

• указание всех размеров (толщина перегородок, размеры плоскостей, внутренние составляющие объекта и т.д.);
• правильное расположение всех объектов относительно оси координат;
• понятность;
• указание материала, из которого будет сделан объект.

К чертежам желательно приложить следующую информацию:

• способ создания прототипа (3д печать, фрезеровка, формовка, комбинированный метод прототипирования);
• требуемый способ изготовления объекта , гарантирующий высокое качество будущего изделия.

Если же чертеж не соответствует требуемым стандартам отрасли, компания KOLORO проведет дополнительные работы по стандартизации изделия. С учетом пожеланий клиента наши специалисты:

• проведут необходимые исследования;
• разберутся с вашей задачей и предложат ее решение;
• создадут чертеж, отвечающий необходимым стандартам;
• создадут 3д-модель объекта на основе ее чертежа.

3д моделирование по фотографии

3д моделирование по фотографии называется фотограмметрией . Напомним, что существует множество "любительских" программ, создающих 3д-модели по фотографии, но, в большинстве случаев, такие программы строят псевдотрехмерное изображение.

Качественную 3д-модель можно построить лишь в профессиональной программе для работы с трехмерной графикой . При этом, как и в случае с3д-моделированием по чертежам , нам необходимо иметь изображение, как минимум трех граней объекта: вид сверху, сбоку и спереди.

3д моделирование по фотографии используется в случае когда :

• чертежи объекта утеряны или не существуют;
• необходимо создать 3д модель человека;
• в некоторых других случаях, когда необходима фотографическая схожесть модели с оригиналом.

3д-сканирование

Современные 3д-сканеры позволяют провести3д сканирование объекта любого размера и формы. Лазерные 3д сканеры , на основе полученных данных, сами строят 3д-модель объекта . А, в дальнейшем, полученное трехмерное изображение кропотливодорабатывает 3д-дизайнер.

Такой способ 3д-моделирования является одним из наиболее экономически выгодных , ведь временные и технические затраты на создание 3д-модели в таком случае -минимальны . Такой способ можно использовать как длясоздания 3д-модели небольшого объекта (например, создание дизайна бутылки ), так и длятрехмерного моделирования больших объектов (например, архитектурное 3д-моделирование ).

3д моделирование на основе реального объекта

Зачастую данный способ 3д моделирования применяется в случае отсутствия 3д-сканера и невозможности сделать качественную фотографию объекта. Сам объект, в данном случае, должен быть небольшим по размеру и транспортабельным, ведь инженеру придется работать непосредственно с объектом - перемещать и двигать его, а при необходимости и разбирать объект на отдельные части.