V listopadu nám do redakce na pár týdnů dorazil kapesní 3D skener střední třídy Einstar Vega a krabička jen o něco málo větší než běžný mobil za pár minut vyrobila jak precizní 3D model pískovcové sochy v parku, tak kopii malého panáčka, který se otáčel sem a tam na zbastlené motorové platformě.
Vega nás uhranula nejen svou jednoduchostí a kompletním výpočtem na výkonném procesoru skeneru, ale i kvalitou a rozlišením výstupu, do 3D modelu se totiž otiskly i drobné vrypy dláta a další detaily.
Skenujeme Matku Zemi s kapesním zařízením
Něco takového by měla mít ve skříni každá katedra archeologie, každý terénní průzkumník památkového ústavu, architekt a také 3D tiskař s hromadou naplněných prasátek. Einstar Vega totiž přijde zájemce na dobré dva tisíce eur, respektive 63 tisíc korun u českých prodejců.
Pokročilé laserové skenery, které snesou srovnání s těmi nejpřesnějšími měřícími stroji v průmyslu, sice často stojí ještě o řád více, pro běžného domácího kutila a menšího podnikatele bude nicméně astronomických i těch šedesát tisíc.
Hotový 3D model celé sochy s namapovanou texturou v SD kvalitě a HD detail tváře, do které se otiskly i drobné vrypy dláta sochaře do pískovcového kamene
Tentokrát si proto zkusíme vyrobit model sochy úplně zadarmo fotogrammetrickou metodou.
Najdi klíčovací body, propoj je a sleduj změny
Zatímco Vega je vyzbrojená infračervenou 3D kamerou a běžnou kamerou pro záznam textury, takže hloubkovou mapu vytváří už při samotném pořizování, v klasické fotogrammetrii máme na začátku pouze sadu vcelku běžných 2D fotografií, které zaznamenávají nějakou scénu ze všech možných úhlů.
Potřebujeme tedy software, který postupně provede tyto kroky:
- Najde na fotografii klíčovací body
- Propojí stejné klíčovací body napříč fotografiemi
- Z postupné změny geometrie klíčovacích bodů rekonstruuje 3D model
A přesně toto – ve skutečnosti je těch dílčích kroků mnohem více – zvládne doslova na jedno kliknutí sada textových programů AliceVision z GitHubu. Připravte si ale výkonné CPU (čím více jader, tím lépe – zatíží úplně všechny) a GPU od Nvidie, AliceVision totiž některé výpočty zpracovává na jejích jádrech CUDA.
Poloha a vzájemná orientace klíčovacích bodů (modrý, zelený a žlutý puntík) se ve scéně při fotografování z různých úhlů postupně mění a fotogrammetrické algoritmy z míry této změny rekonstruují 3D model scény
Aby to celé zvládnul levou zadní i naprostý začátečník, framework AliceVision zcela překrývá grafická aplikace Meshroom pro Windows a Linux. Projekt vzešel z akademické sféry několika univerzit, svůj podíl mají i vědci z pražského ČVUT a je to od A do Z úplně zadarmo.
Matka Země tentokrát s mobilem v ruce
Po měsíci jsem tedy opět vyrazil k pískovcové soše Matka Země v parčíku našeho skromného panelového sídliště a pořídil sadu 104 fotografií detailů její tváře pomocí běžného mobilu a ze všech možných úhlů.
Sada 104 fotografií s detaily tváře Matky Země
Objekty v terénu fotíme zpravidla krouživým a spirálovým pohybem, aby software dokázal co nejlépe propojit klíčovací body na jednotlivých snímcích se svými sousedy.
Klíčovací bod je unikátní struktura pixelů, která by měla být dostatečně odolná, aby ji algoritmus identifikoval i při změně úhlu a přiblížení. Jeden z nich se jmenuje SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) a už jsme s ním pracovali v létě, když jsme si ukázali, jak si snadno složit velmi kvalitní panoramatické snímky v Pythonu a jeho knihovně pro počítačové vidění OpenCV.
Přihlaste se
a zdarma dočtěte
tento článek
Po přihlášení můžete také
diskutovat pod články