Программное обеспечение для 3D-фотограмметрии позволяет творческим людям даже с самым слабым оборудованием воспользоваться преимуществами мощной технологии. Возможность конвертировать фотографии в 3D-модели значительно ускоряет общий творческий процесс 3D-художников и позволяет создавать модели с беспрецедентной точностью и эффективностью. У каждого программного обеспечения есть свои плюсы и минусы, поэтому ваш выбор будет зависеть от ряда факторов. Но сначала давайте разберемся в том, что включает в себя этот подход к 3D-моделированию.

Еще 10 лет назад процесс 3D-сканирования ассоциировался с использованием дорогостоящих лазерных датчиков, которые могли позволить себе только крупные компании. Но со временем скачок технологий в области цифровых фотокамер позволил даже инди-разработчикам опробовать свои навыки в получении 3D-сканов статичных объектов с помощью фотограмметрии и успешно применять их в игровой индустрии. Фотограмметрия — это одно из направлений 3D-сканирования, основанное на получении данных о размерах и поверхностях реальных объектов за счет фотоснимков. При этом фотограмметрия — далеко не инновационный метод, так как появилась она почти одновременно с фотографией. На протяжении многих лет эта техника была одним из инструментов геодезии и картографии. Но по мере развития технологий и увеличения мощности компьютеров ее активнее стали использовать в производстве визуальных эффектов и видеоигр.

Технически это происходит следующим образом: статичный объект фотографируют с разных ракурсов, в результате чего получается множество снимков. В идеале освещение должно быть достаточно ровным и равномерным, чтобы программное обеспечение не запуталось. Изображения высокого разрешения также являются важным фактором для обеспечения хороших результатов. Затем фотографии загружают в специальную программу, которая, в свою очередь, анализирует снимки, создает облако точек и формирует цельный объект в 3D с учетом рельефа. 3D-сканирование людей методом фотограмметрии технически сложнее. Даже находясь в неподвижном положении, он будет дышать и моргать. Поэтому для корректного захвата деталей человеческого лица используют десятки камер.

Итоговая форма объекта в 3D во многом зависит от качества загруженных фотографий и их количества с разных ракурсов. В целом процесс почти всегда одинаковый и отличается лишь дополнительным функционалом, связанным с первичной обработкой и экспортом (отсечением лишней области, сокращением количества полигонов, экспортом текстур, разнообразием форматов для экспорта 3D-модели и т.д). Далее мы познакомим вас с рядом программ, которые часто используются в индустрии, а также дадим рекомендации по выбору.

1. Meshroom

Лучшее бесплатное программное обеспечение для фотограмметрии

Платформа: Windows.
Ключевые особенности: интуитивно понятный интерфейс, открытый исходный код, инструменты модификации.
Уровень: новичок.
Сайт: https://alicevision.org/#meshroom

Плюсы:

• бесплатно,
• простота в использовании,
• интуитивно понятный интерфейс.

Минусы:

• не хватает профессиональных функций.

Это бесплатное приложение позволяет легко создавать 3D-модели из фотографий. Рабочий процесс внутри Meshroom интуитивно понятен и прост, что делает его идеальным решением для новичков. После создания проекта вам просто нужно перетащить все свои фотографии в раздел «Изображения», прежде чем будет выполнена объемная работа по их анализу. Meshroom не самый быстрый в этом, но и не самый медленный. Meshroom, как и большинство программ для фотограмметрии, требует набора фотографий, сделанных под разными углами, чтобы обеспечить адекватное покрытие. Поскольку процесс длится долго, следует убедиться, что вы не переусердствовали с фотографиями. Иногда вам, возможно, даже придется ждать более часа для обработки более сложных моделей.

2. 3DF Zephyr

Лучшее программное обеспечение для фотограмметрии для начинающих

Платформа: Windows.
Ключевые особенности: полная 3D-реконструкция, поддержка NVIDIA GPU, расширенные инструменты редактирования.
Уровень: новичок.
Сайт: www.3dflow.net/3df-zephyr-photogrammetry-software

Плюсы:

• доступна бесплатная версия,
• интуитивно понятный интерфейс,
• мощные функции.

Минусы:

• самая полная платная версия стоит дорого,
• доступна только версия для Windows.

3DF Zephyr — отличный вариант для новичков в фотограмметрии. Бесплатная версия этого программного обеспечения, хоть и ограниченная 50 изображениями, делает его идеальным для того, чтобы попробовать и понять, подходит ли вам рабочий процесс. Встроенные мастера проведут вас через весь процесс. Не так уж много других вариантов, которые были бы столь же удобны в использовании, как 3DF Zephyr, с широким спектром поддерживаемых устройств обработки изображений. Для сбора данных вы можете использовать стандартную камеру, дрон или даже устройство лазерного сканирования. 3DF Zephyr поддерживает все это. Помимо базовых возможностей, предлагаемых этим приложением, существует также огромный спектр расширенных функций, которые делают его отличным выбором и для профессионального пользователя. Информацию фотограмметрии можно сопоставить с данными лазерного сканирования, а собранные данные можно измерить для дальнейшего исследования в реальных условиях. Также существует широкий спектр вариантов экспорта, что делает 3DF Zephyr фантастическим выбором.

3. Autodesk ReCap Pro

Лучшее программное обеспечение для фотограмметрии для BIM

Платформа: Windows.
Ключевые возможности: создание точных интеллектуальных моделей, создание текстурированных сеток с географическим расположением, облаков точек и ортофотоснимков.
Уровень: средний.
Сайт: www.autodesk.com/products/recap

Плюсы:

• поддержка Autodesk,
• богатый функционал,
• поддержка облаков точек.

Минусы:

• структура ценообразования на основе подписки.

Autodesk ReCap — один из крупных игроков на рынке фотограмметрии. Поддержка Autodesk гарантирует, что это приложение хорошо впишется в более широкую экосистему создания 3D- и BIM-моделей, которые идеально подходят для широкого спектра отраслей. Программное обеспечение работает как с фотографиями, так и с лазерными сканированиями и способно генерировать точные интеллектуальные модели, которые можно использовать для получения разнообразных данных, включая данные о расстоянии. Набор функций идеально подходит таким отраслям, как архитектура, машиностроение и строительство. ReCap не особо заботится о том, как вы собрали данные, которые вы ему предоставляете, то есть он поддерживает цифровые камеры, дроны и даже лазерные сканеры. Использование дрона позволит пользователям за считанные часы отсканировать большую локацию, а затем перенести ее в ReCap для обработки. ReCap Pro позволяет пользователям создавать текстурированные сетки с географическим расположением, облака точек и ортофотоснимки существующих условий на основе данных, полученных с дронов или БПЛА.

4. RealityCapture

Для тех, кто предпочитает скорость

Платформа: Windows.
Ключевые особенности: создание 3D-моделей, создание цифровых моделей местности, прямая связь с Nira.
Уровень: новичок.
Сайт: www.capturingreality.com

Плюсы:

• это очень быстро,
• постоянно развивается,
• включает некоторые расширенные функции.

Минусы:

• вы должны заплатить за экспорт.

RealityCapture — это приложение от компании Capturing Reality, которая сейчас принадлежит Epic Games. Благодаря поддержке этой компании, стоит ожидать, что у этого приложения будет блестящее будущее. С момента приобретения этого программного обеспечения для фотограмметрии Epic Games вложила значительные средства в его развитие и стремится, чтобы оно занимало центральное место, когда дело доходит до съемки точных фотографий и 3D-моделей объектов, зданий и всего остального, о чем вы только можете подумать. Одним из самых больших преимуществ выбора этого варианта является его скорость. Добавьте в RealityCapture столько фотографий, сколько захотите, даже сотни, и он без проблем их обработает. Некоторым приложениям действительно сложно обрабатывать значительные объемы данных, поэтому скорость, с которой RealityCapture обрабатывает данные, впечатляет. Пользовательский интерфейс также довольно прост и интуитивно понятен, что делает RealityCapture еще одним отличным вариантом для новичков. Также есть мастер, который поможет вам не потерять ориентацию. Кроме того, RealityCapture содержит ряд расширенных функций, включая возможность создания цифровых моделей местности. Независимо от того, являетесь ли вы опытным профессионалом или новичком в фотограмметрии, RealityCapture значительно упростит процесс работы.

5. Pix4Dmapper

Лучшее программное обеспечение для фотограмметрии для дронов

Платформы: Windows, iOS, Android.
Ключевые особенности: оцифровка, проверка моделей, инструменты для совместной работы.
Уровень: средний.
Сайт www.pix4d.com/product/pix4dmapper-photogrammetry-software

Плюсы:

• работает с дронами,
• комплексные инструменты фотограмметрии,
• отличные обучающие материалы и поддержка.

Минусы:

• дорогая подписка.

Pix4Dmapper на сегодняшний день является наиболее комплексным решением для фотограмметрии с дронов. С помощью этого программного обеспечения можно импортировать любые полученные RGB, тепловые или мультиспектральные изображения с любой камеры или дрона. Это приложение специально настроено и подходит для такого типа рабочего процесса, а также для сбора данных с помощью дронов. После импорта данных инструменты оцифровки приложения приступают к работе и преобразуют наземные или аэрофотоснимки в цифровые карты и 3D-модели. Pix4Dmapper также предоставляет вам два варианта оцифровки: либо использовать локальный компьютер, либо связать его с PIX4Dcloud для онлайн-обработки. Создав 3D-модель, вы можете измерять и проверять данные, включая расстояния, площади и объемы. Это позволяет пользователям проверить точность создания модели, а также вписывается в гораздо более широкую экосистему при работе с другими заинтересованными сторонами. После завершения проекта пользователи могут выборочно и безопасно обмениваться данными и информацией о проекте с командой, клиентами и поставщиками, используя стандартные форматы файлов.

6. Agisoft Metashape

Лучшее программное обеспечение для фотограмметрии для профессионалов

Платформа: Windows.
Ключевые возможности: фотограмметрическая триангуляция, создание 3D-моделей и текстурирование.
Уровень: средний.
Сайт https://www.agisoft.com

Плюсы:

• отличный набор профессиональных инструментов,
• автокалибровка,
• сшивка панорам.

Минусы:

• расширенные функции не подходят новичкам.

Agisoft Metashape имеет больше возможностей, чем мы можем здесь упомянуть, но достаточно сказать, что это отличный выбор для профессионалов. Существует стандартная версия с множеством функций, но есть и профессиональная версия с еще большим функционалом. На сайте есть удобный инструмент сравнения, позволяющий увидеть разницу между ними. Metashape обеспечивает фотограмметрическую триангуляцию для обработки различных типов изображений с цифровых камер. Он также отлично справится с автоматической калибровкой получаемых данных, даже если фотографии были сделаны объективом «рыбий глаз». С помощью импортированных данных Metashape сможет сгенерировать вашу 3D-модель и применить к ней необходимые текстуры. Это делает его идеально подходящим для всех типов сбора данных, включая археологические памятники, артефакты, здания, интерьеры и людей. Что касается текстур, то здесь есть поддержка HDR и поддержка разнообразных форматов, включая UDIM. Когда ваша модель будет готова, ее можно напрямую загрузить на различные онлайн-ресурсы и экспортировать во многие популярные форматы. Metashape также включает поддержку сшивания панорам, что очень удобно.

7. Regard3D

Лучшее программное обеспечение для фотограмметрии с открытым исходным кодом

Платформы: Windows, OS X, Linux.
Ключевые особенности: бесплатный и открытый исходный код, создание 3D-моделей.
Уровень: новичок.
Сайт www.regard3d.org

Плюсы:

• мультиплатформенность,
• на основе мощных сторонних инструментов и библиотек,
• полностью бесплатно и с открытым исходным кодом.

Минусы:

• очень простой интерфейс,
• не хватает продвинутых инструментов.

Regard3D — один из лучших вариантов с открытым исходным кодом для тех, кто хочет заняться фотограмметрией, но пользовательский интерфейс приложения и сам рабочий процесс действительно затрудняют его освоение новичками. Например, здесь существует ряд функций фотограмметрии, но они не отображаются для новичков. Это частая проблема программного обеспечения с открытым исходным кодом, но на сайте Regard3D имеется ряд вспомогательных документов и учебных пособий, которые шаг за шагом знакомят пользователей с процессом. Одним из больших плюсов является то, что Regard3D совместим с широким спектром платформ, включая Windows, OS X и Linux. Regard3D определенно не для слабонервных. Он скорее подходит для тех, кому нравится простой и грубый интерфейс, предлагающий большой функционал, но не особо заботящийся о пользователе.

8. Imagine

Лучшее программное обеспечение для фотограмметрии для опытных пользователей

Платформа: Windows.
Ключевые возможности: триангуляция, извлечение облаков точек и распределенная обработка.
Уровень: продвинутый.
Сайт https://hexagon.com/products/imagine-photogrammetry

Плюсы:

• расширенные функции,
• извлечение облака точек,
• возможность распределять обработку.

Минусы:

• подходит только для профессиональных пользователей.

Imagine — это инструмент, который легко интегрирует набор программных инструментов, позволяя пользователям преобразовывать необработанные изображения в надежные слои данных, необходимые для всех задач цифрового картографирования, растровой обработки, растрового анализа ГИС и 3D-визуализации. Используя это приложение, пользователи могут получать точные данные с помощью триангуляции и связывать изображения с наземными опорными точками для дополнительной обработки данных. Также с помощью Imagine можно извлечь трехмерные облака точек, чтобы получить плотное облако точек для более точного исследования объекта. Одним из самых больших преимуществ набора инструментов и рабочего процесса Imagine является возможность распределять обработку по нескольким ядрам или рабочим станциям, эффективно используя доступные ресурсы и производительность.

Как выбрать лучшее программное обеспечение для фотограмметрии

При выборе лучшего программного обеспечения для фотограмметрии необходимо учитывать ряд факторов. Главное о чем следует подумать, — это уровень функциональности, который вам нужен. Наше руководство охватывает широкий спектр различных приложений, некоторые из которых значительно более продвинуты, чем другие. Если вам нужен базовый уровень функций для простого преобразования набора фотографий в 3D-модель, то не стоит увязывать в более сложном интерфейсе, который стоит дорого. Лучший выбор для новичков — 3DF Zephyr, который имеет удобный интерфейс и простые инструменты, которые идеально подходят для быстрой настройки. Это идеальное решение для новичков в фотограмметрии. На другом конце спектра, с точки зрения расширенных функций, находится Agisoft Metashape — профессиональный пакет, который может преобразовывать все типы изображений, близких и дальних, в 3D-модели и облака точек. Диапазон форматов экспорта впечатляет и идеально подходит для профессионального рабочего процесса. Помимо уровня функциональности, вам также следует учитывать свой бюджет. Если вам нужно что-то совершенно бесплатное, попробуйте Meshroom и не дайте себя обмануть тем, что это полностью бесплатное программное обеспечение. Оно имеет отличный набор функций и очень просто в использовании.