This is an old revision of the document!
Stereofotogrametrija je fleksibilna bez-kontaktna tehnika određivanja oblika i drugih prostornih informacija o promatranom objektu ili prostoru. Iz perspektive primjene u digitalizaciji 3d objekata, značajna karakteristika ove tehnike je da pomoću nje njom osim 3d modela istovremeno možemo dobiti i vrlo kvalitetnu teksturu objekta. Budući da se ovakva 3d rekonstrukcija oslanja na analizu slike, izostanak teksture ili karakterističnih uzoraka na objektu ujedno je i glavna mana ove tehnike. Objekti i prostori koji su previše jednolični ne daju dobre rezultate pri korištenju ove tehnike.
Stereofotogrametrija je fotogrametrijski proces pomoću kojeg se procjenjuju 3d koordinate točaka objekta koristeći mjerenja s dviju ili više fotografija uzetih iz različitih pozicija u odnosu na objekt. Na svakoj fotografiji prepoznaju se zajedničke točke. Mogu se konstruirati projekcijske linije koje idu od pozicija kamera prema točki na objektu. Sjecišta projekcijskih linija određuju 3D lokaciju točke (triangulacija).
Za izvedbu je potreno imati foto aparat s mogućnost ručne kontrole ekspozicije, fokusa i žarišne duljine; računalo (Windows, Linux, OSX) i odgovarajući software. Preferiramo korištenje open-source ili ‘besplatnih’ software-a što bližih tom modelu iz nekoliko razloga – sloboda nesmetanog korištenja aplikacije, edukativni potencijal, garancija da će sotware biti dostupani i u budućnosti, te poticanje razvoja software-a i participacije.
Pripremljeni objekt fotografira se pomoću digitalne fotogrametrijske kamere iz različitih položaja. Snimanje se provodi iz ruke, tako da nije potrebna nikakva stabilna konstrukcija.
Kvaliteta fotografskog materijala (podataka) presudna je za uspješnu fotogrametrijsku 3d rekonstrukcije. Zato se treba pridržavati slijedećih preporuka u odabiru objekta, pozicije i trenutka fotografiranja.
Za dobre rezultate preporuča se kvalitetan fotoaparat s mogućnošću postavljanja:
Nekoliko preporuka dobrih nizova fotografija za različite tipove objekata.
Nakon prebacivanja fotografije se mogu dodatno korigirati (ekspozicija) i trebamo izbaciti one koje nisu zadovoljavajuće (očite greške, duple fotografije, neoštre i sl).
Ako su fotografije u visokoj rezoluciji, potrebno ih je resize-ati (batch) na dimenziju 3200px ili manju (širina ni visina ne smije biti veća od toga). To je ograničenje postavki VisualSFM software-a. U tom slučaju treba sačuvati izvorne EXIF metapodatke jer ih VisualSFM koristi pri analizi fotografija.
Fotogrametrijska tj. SfM (Structure from Motion) faza u kojoj računalo analizira svaku fotografiju te preko preklapajućih obilježja rekonstruira 3d prostor. VisualSFM software omogućava nam obavljanje svih faza ovog procesa.
Neke od ovih faza mogu trajati dugo, a budući da se radi o zahtjavnom postupku može doći i do rušenja računala. Kako bi imali bolju predodžbu da li se nešto događa uključite Log prozor:
Win, Linux: Tools > Show Log Window
OSX: Tools > Show TaskViewer
File > Open+ Multi images
Odaberite sve fotografije i kliknite Open
SfM > Pairwise Matching > Compute Missing Match
Ovaj korak objedinjuje dvije radnje. U prvoj se prepoznaju i bilježe jedinstvena obilježja svake fotografije. U drugoj, pronađena obilježja uparuju se između fotografija. Broj usporedbi koji treba izvesti eksponencijalno je ovisan o broju fotografija, pa ovaj proces može potrajati.
U slučaju da dođe do prekida (pauza ili rušenje), VisualSFM će nastaviti od točke u kojoj se zaustavio sljedeći puta kada se pokrene komanda. Isto tako mogu se dodati i nove fotografije (korak 1.) i ponovo pokrenuti proces; biti će kalkulirane samo nove fotografije.
SfM > Reconstruct Sparse
VisualSFM će početi rekonstruirati 3d formu iz uparenih obilježja / fotografija. Možemo vidjeti pozicije i rotacije kamera u prostoru, koje su zabilježile izvorne fotografije. Kliknite ikonicu 3+
kako bi vidjeli više točaka (a ne samo točke koje vide 3 ili više kamera).
Kroz 3D scenu se krećete:
Pan — lijevi klik + drag
Pan / Rotate — desni klik + drag
Zoom — kotačić miša
Kako bi dobili bolju predodžbu o objektu i sceni možete:
Povećati veličine točaka — Alt + kotačić miša
Povećati veličine fotografija — Ctrl + kotačić miša
Pogrešno registrirane kamere ili one koje daju sumnjive rezultate i utječu na kvalitetu rezultata možete izbrisati. Kako bi funkcija radila mora biti uključen: View > Show Single Model
Selektiranje kamere — lijevi klik na kameru
Selektiranje više kamera — F1 + pravokutna selekcija
Selektiranje preko točaka — F2 + pravokutna selekcija
Brisanje selektiranih kamera — Delete ili SfM > Delete Selected Camera
SfM > Reconstruct Dense
ili ikonica CMVS
Spremite CMVS mapu. U njoj će se nalaziti datoteke koje će nam trebati u slijedećim koracima.
U ovom koraku algoritam uzima prethodno pozicionirane kamere i originalne fotografije, i kreira puno gušću verziju point cloud-a. Ovaj proces može potrajati.
Nakon što je rekonstrukcija gotova klikom na tab
prebacujemo se između prikaza Sparse i Dense rekonstrukcije.
Nakon što je rekonstrukcija gotova možemo zatvoriti program. Podaci su već spremljeni u folderu koji smo kreirali u ovom koraku. Ovo su neke od datoteka koje će nam biti od koristi:
.nvm
(N-View Match) datoteka u kojoj VisualSFM sprema podatke o rekonstrukciji. Sadrži putanje izvornih fotografija, kamere i 3D točke jednog ili više rekonstruiranih modela..out
datoteka (bundler format) sadrži kalkulirane (solved) pozicije kamera i bazični (sparse) point cloud točaka na sceni koje je sofware koristio za određivanje pozicija kamera.ply
datoteka sadrži gusti (dense) point cloud. Svaka točka sadrži boju, poziciju i normalu (vektor okomit na površinu na kojoj je točka).a temporary digital storage area that contains related data and software files:
Vrlo dobra osobina ove tehnike je da se rekonstrukcija u svakom trenutku može dorađivati. Ako su neke kamere pogrešno pozicionirane ili nam nedostaju detalji objekta koji obrađujemo — jedostavno napravimo dodatne fotografije i dodamo ih. Obzirom da su rezultati prethodnih analiza (SIFT i matching proces) automatski spremljeni uz svaku fotografiju (.sift
i .mat
datoteke), analirirati će se samo nove fotografije.
Rekonstrukciju mash-a iz point clouda radimo s Meshlab-om. !!! Doraditi !!!