Photogrammetrie – Verwandle Deine Kamera in einen 3D-Scanner!

Am Freitag hatten wir einen Kunden zu Besuch für eine Schulung/Beratung zu einem 3D-Scanprojekt mit Agisoft PhotoScan. Das ist eine Software die das Verfahren der Photogrammetrie nutzt, um aus Fotos automatisch detailgetreue, komplett texturierte 3D Objekte oder ganze Personen aufzunehmen. Wir haben uns speziell mit PhotoScan seit mehr als 1 Jahr beschäftigt und viel getestet. Im Oktober 2013 kam dann endlich die Version 1.0 auf den Markt. Grund für uns das Thema etwas genauer zu beleuchten.

-> Alle Informationen, Videos, Tipps für dein Aufbau eines 3D-Full-Body Scan Studios findet Ihr auf unserer Themenseite: http://3d-scan.software3d.de

Vorweg gesagt:

Aus unserer Sicht ist PhotoScan so vielseitig einsetzbar, dass es zur Grundausstattung jedes 3D-Artists gehören sollte, egal mit welcher Software gearbeitet wird, PhotoScan kann einem überall weiter helfen.
(die Standard-Version kostet nur 175 € inkl. MwSt.)

Ursprünglich kommt die Technologie aus der Geländevermessung und ist eigentlich kein klassisches 3D-Scan-Verfahren, sondern ein Rekonstruktions-Verfahren. Es funktioniert so ähnlich wie Kamera-Tracking. Fotogrammetrie nutzt markante Punkte (Tracking-Punkte) auf der Textur, also einem Bild. Wenn man ein Objekt aus verschiedenen Perspektiven fotografiert, dann können diese Punkte in einem dreidimensionalen Raum zugeordnet werden. Je nach Anzahl der Bilder, Winkel und des Materials entsteht eine Punktewolke aus der das 3D-Objekt berechnet wird.

Der Vorteil von Photogrammetrie als 3D-ScanVerfahren ist:

• dass es schnell und präzise ist,
• und auch die echte Textur gleich mitliefert.
• Dank der Möglichkeit, lediglich mit einer Fotokamera zu arbeiten, ist dieses Verfahren unschlagbar günstig und äußerst flexibel.

Praktische Anwendungsgebiete von Photogrammetrie

Einzigartig ist das Verfahren mit PhotoScan, wenn es darum geht z.B. ein bewegliches 3D-Objekt zu scannen. Das geht mit keinem anderen Verfahren. Oder stellt Euch vor, ihr wollt eine Haus-Fassade oder sagen wir ein Gebäude oder Straßenzug nachbauen. Nun stehen aber vor dem Haus Autos oder Bäume, die einen 3D-Scan behindern würden. Mit PhotoScan, macht ihr einfach Bilder von der Fassade, aus allen Perspektiven, wechselt die Position, geht vor die Autos/Bäume, die im Weg sind und lasst das Programm die Berechnung durchführen.

Um das ganze Gebäude mit Dach und Rückwand etc. zu erfassen, können wir z.B. Aufnahmen mit einem Quadcopter machen und berechnen. Das geht mit anderen 3D-Scannern nur mit sehr viel Aufwand. Am Ende bekommt ihr nicht nur die Fassade ohne dass Elemente verblendet sind, sondern auch noch die Textur. Die benötigte Hardware habt ihr sicher daheim – sogar eine Handykamera wäre denkbar.

Natürlich ist PhotoScan nicht die Eierlegende-Wollmilchsau, die jeder so gerne hätte. Es gibt einige Dinge zu beachten, aber das Verfahren ist unschlagbar flexibel, so dass es viel Zeit ersparen kann und man quasi täglich “mal eben” ein Objekt scannen kann, ohne teure Technik zu besorgen. Wie der optimale Workflow, in Kombination mit ZBrush oder Mudbox funktioniert, zeigen wir gern. Ende der Woche könnt ihr uns dazu auch gern beim Vortrag auf dem CGI-Workshop in Hamburg befragen!

Anwendungsgebiete für Photogrammetrie 3D-Scans

• Geländevermessung
• Volumen-Messung
• Architektur und Denkmalschutz
• Animation & Cinematographie
• Archäologie
• Biologie & Bildung
• Erstellen von 3D-Objekten für Spiele und Animationen
• Dokumentieren und Rekonstruieren von Aufnahmesets. Bestimmen der Kameraposition im Raum
• Vermessen von Gegenständen
• Dokumentieren von Unfallorten. Spurensicherung
• Extrahieren von Tiefeninformation von Relief-Oberflächen
• Rekonstruieren, Modifizieren von Fahrzeugteilen (Reverse Engineering)
• Scannen von Gebäuden für Visualisierungen und Studien
• uvm.

Vergleich PhotoScan Standard und Pro Version

Agisoft PhotoScan gibt es in 2 Versionen, die preislich weit auseinander liegen. PhotoScan Standard ist aus unserer Sicht für jeden 3D-Artist ein Muss. Zum einen kostet es nur 175,- € (inkl MwSt.) und zum anderen ist es so vielseitig einsetzbar, dass man damit aus der eigenen Kamera einen 3D-Scanner machen kann. Mit der Standard-Version bekommt ihr die meisten Funktionen zum 3D-Scan.

• Ausrichten der Fotos (Photo Alignment)
• Erstellung von Punktwolken (Point Cloud Generation)
• Erstellen von 3DModellen
• Erzeugen von Texturen (Texture Mapping)

Damit könnt Ihr Scannen und die Punktwolke erzeugen und das Modell zur weiteren Bearbeitung exportieren.

Die Profi-Version von PhotoScan Pro macht dann gleich einen größeren Kosten-Spung auf 3.125 € (inkl. MwSt.) was im Vergleich zu einem Laser-Scanner noch immer wenig ist. Die zusätzlichen Features helfen massiv an der Genauigkeit der Modelle sind aber eigentlich auf den Kern der Photogrammetrie (Landschaftsvermessung) fokussiert.

• Ihr könnt damit digitale Höhenmodelle von Landschaften erstellen (DEM – Digital Elevation Model)
• Erstellung von Fotos ohne perspektivische Verzerrung z.B. bei Landkarten (Orthophoto Generation)
• Referenzierung von GPS-Koordinaten gescannter Landschaftsabschnitte (Georeferencing of generated results)
• Scannen von Personen/Objekten in Bewegung und erstellen von Animationen (4D Reconstruction)
• Multispektral Image Processing
• Eigene Funktionen mit Phyton-Scripting können ergänzt werden
• eigene Tracking-Punkte setzen

Feature-Vergleich von Photoscan Standard und Photoscan Pro

Aufbau eines hoch-professionellen 3D-Scan-Studios.

Wie bei Matrix, als Bullet-time eingeführt wurde, ist für den professionellen 3D-Scan von Bewegungen oder einem Ganzkörperscan eine Momentaufnahme notwendig. Kein anderes 3D-Scanverfahren kann dies ermöglichen. Um eine kurzen Moment zu erfassen, benötigen wir also ein synchronisiertes Foto aus möglichst vielen Perspektiven aus 360°. Im kleinen Fall, sind so um die 50 Kameras sinnvoll.

Hier in dem Beispiel werden 2 unterschiedliche Aufbauten gezeigt.
1) 115x Kameras im 360° Winkel, 18MP-36MP Ganzkörper-Scan-System
2) 46x Kameras im 360° Winkel, 18MP-24MP Gesichts-Erfassung-System

Wenn ihr mehr wissen wollt, wir euch schulen oder Euch bei dem Aufbau eines solchen Systems unterstützen können, dann schreibt uns unter info@software3D.de – Über einen “Like” und eine Empfehlung freuen wir uns natürlich auch!

-> Alle Informationen, Videos, Tipps für dein Aufbau eines 3D-Full-Body Scan Studios findet Ihr auf unserer Themenseite: http://3d-scan.software3d.de