ФОТОГРАММЕТРИЯ КАК МЕТОД СОЗДАНИЯТРЕХМЕРНОЙ ПОЛИГОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

В настоящее время большую популярность набирает создание трехмерных объектов путем трехмерного сканирования. Одним из таких методов является фотограмметрическое сканирование. В этой статье будет описан метод фотограмметрического сканирования и его применение.

Трехмерное сканирование является одним из самых эффективных методов воссоздания трехмерной модели на основе реального объекта. Для этого необходимо взять объект сканирования и используя одну из технологий снятия с физического объекта трехмерных данных получить трехмерную полигональную модель.

Стоит отметить что получение полигональной информации обусловлено методом построение геометрии сканируемого объекта. для создания трехмерной модели используется метод поиска соответствий фотоснимков и построения на его основе пространственного облака точек.

Первый этап: создания пространственного облака точек.

Для начала сканирования необходимо выбрать объект. В данном случае будет выбран объект представленный на фотографии:

Секвенцию изображение предпочтительно использовать в формате jpg. Для получение более точного результата (по количеству точек и полигонов) рекомендуется сохранять фотоснимки в формате tiff.

После загрузки и анализа трехмерных моделей мы получаем облако точек. Из данного облака точек еще нельзя получить трехмерную модель в виде полигонального меша. Но можно убрать ненужные для нас области и использовать выбранные точки для дальнейшего просчета.

Второй этап просчета выбранной облачной области создает высокоточную и плотное точечное облако. Количество точек может возрасти в геометрической прогрессии.

После получения облака точек его можно экспортировать во всеми нам привычный формат stl или obj. Таким образом возможен экспорт полученных данных в другие программные пакеты трехмерного моделирования.

Второй этап: создание полигональной сетки.

В нашем случае в качестве выбранного метода создании трехмерной модели выбрана фотограмметрия. А это значит, что у нас есть возможность создания текстурной карты вместе с полигональным мешем.

Третий этап: экспорт трехмерной модели

Чтобы убедиться что полученный методом фотограмметрии трехмерный меш можно экспортировать в программу трехмерного моделирования. Загрузим полученную трехмерную модель в программу полигонального моделирования Zbrush.

Zbrush – программа полигонального моделирования и скульптинга, позволяет открывать и редактировать файлы формата stl, obj и т.д.

Как можно убедиться из рисунка мы можем экспортировать полигональную модель полученную методом фотограмметрии в программы полигонального моделирования Zbrush для редактирования или изменения трехмерной модели. Тем самым осуществили экспорт трехмерных данных из одной среды в другую, подтвердив тем самым возможность экспорта.

Вывод.

Метод фотограмметрического сканирования позволяет ускорить процесс создания трехмерных моделей органических форм (деревья, скалы, человек, органика и пр.). Фотограмметрия имеет очень большой задел на будущее интеграции в программы не только полигональные, но и твердотельного моделирования.

Гипотетическая возможность использования фотограмметрического метода сканирования и аналитическими возможностями программ твердотельного моделирования позволят проводить анализ полигональной сетки полученной методом сканирования и создавать твердотельную модель с последующей возможностью редактирования.

Список литературы

1. 3D-СКАНИРОВАНИЕ И ДОПОЛНЕНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ. Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием. Институт металлургии машиностроения и транспорта. Ч. 2-СПб. Издательство Политехнического университета, 2016. 

Мухаркина Анна Анатольевна (23 марта 2019 г. 8:54)	Доброе утро, Александр Михайлович.  Какой чудесный день, какой чудесный пень :) А если серьезно,  хотелось бы посмотреть какие полигоны у Вас в итоге получаются, топологию объекта увидеть. Насколько модель тяжелая получается? С пожеланием удачи, Анна Мухаркина
Сосновских Александр Михайлович (23 марта 2019 г. 13:06)	Добрый день, Анна Анатольевна. Спасибо за внимание к моему докладу. Общее количество точек до ретопологии составляет 9 489 530, Полсе процесса ретопологии, количесвто точек составило 42 236 Вес модели после сканирования: 438 Мб (без текстуры) Вес модели после ретопологии: 191 Кб (без текстуры)   С уважением, Сосновских А.М.
Мухаркина Анна Анатольевна (26 марта 2019 г. 16:20)	Добрый день, Александр Михайлович. Топологию автоматически делали? Zremesher  или что-то другое? На мой взгляд  модели всё равно приходится  частично руками дорабатывать. С уважением, А. Мухаркина.
Сосновских Александр Михайлович (27 марта 2019 г. 14:06)	Добрый день, Анна Анатольевна. В данном докладе рассматривалась возможность "быстрой" ретопологии, автоматическими средствами. Если говорить о сравнении ручной и автоматической ретопологии. То тут, безусловно, по качеству тополгической сетки выйграет ручная.  Есть еще один доклад на тему ретопологии, где на основе трехмерной моедли с тругулированной полигональной сеткой сравниваеются методы авторетопологии и ручной. Но в рамках этой конференции опубликовать его на этой площадке не успел. С уважением, Сосновских А.М.