Das Thema „3D-Modellierung“ hat seit der Einführung von 3D-Druckern an Bekanntheit gewonnen. Eine Alternative zum Erstellen eines 3D-Modells (etwa mittels eines CAD-Programmes) stellt das 3D-Scannen dar.
Hier gibt es unterschiedlichste Methoden, die dazu verwendet werden können ein Objekt zu digitalisieren. Eine davon ist die Photogrammetrie – für die man nur eine Fotokamera, ein gut ausgeleuchtetes Objekt und (Berechnungs)zeit benötigt.
Die Vorteile von Photogrammetrie sind, dass man keine (teuren) 3D-Scanner benötigt. Es ist auch nicht notwendig Tiefensensoren wie etwa einen Kinect-Sensor zu verwenden. Alles was man dazu benötigt ist eine Kamera (etwa vom Smartphone) und viel Zeit, da die notwendigen Berechnungen sehr lange dauern können.
Softwarelösungen in dem Umfeld von Photogrammetrie gibt es sehr viele. Die bekannteste davon ist derzeit Agisoft Photoscan. Zum Ausprobieren gibt es eine 30-tägige Probeversion, danach kostet die Standard-Version der Software aber 179 € und ist damit nicht gerade ein Schnäppchen (die Pro-Version ist dann mit 3499€ nochmal deutlich kostspieliger). An den empfohlenen Systemkonfigurationen kann man schon deutlich sehen, dass Rechenpower notwendig ist. Als „Basic“ werden hier 32GB, eine QuadCore Intel i7 CPU und eine Nvidia GeForce GTX 980 GPU angesehen. „Empfohlen“ werden dann schon mindestens 64GB DDR4 RAM, OctoCore CPU und eine GeForce GTX 1080 TI GPU (oder eine GeForce TITAN X). Kurz gesagt… endlich mal wieder warten vorm PC… wer hat’s nicht schmerzlich vermisst :-)
Peter Falkingham (von der Liverpool John Moores University) hat auf seiner Website (sehr empfehlenswert) ein paar Open-Source Lösungen zusammengetragen. Ich habe davon zwei ausprobiert:
Warten ist bei beiden angesagt. Da visualSFM mir aber eine Modell erstellt hat, dass dann mehr als sieben Stunden in openMVS zur Bearbeitung gebraucht hätte, habe ich mein 3D-Modell mit COLMAP/openMVS erstellt. Das hat dann zwar immer noch gute zwei bis drei Stunden gebraucht, aber das ist doch schon deutlich besser (und laut Peter bekommt man damit sowieso die besseren Modelle hin). Das dafür verwendete Script ist als Github Gist hier zu finden.
Mein erstes Testobjekt war ein Moai aus Stein. Der sollte meiner Meinung nach recht gut scannbar sein, da er groß genug ist, kaum reflektiert, klare Konturen hat und auch ein gewisses Muster aufweist. Ganz wichtig ist auch, dass er sich nicht bewegt… Photogrammetrie mit beweglichen Objekten und/oder Menschen ist nochmal deutlich schwieriger :-)
Eine Übersicht der entstandenen Bilder (insgesamt 108 Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln mit jeweils 20 Megapixeln) sieht wie folgt aus:
Wichtig dabei ist, dass zwischen den Fotos jeweils eine große Überlappung besteht. Das erreicht man sehr einfach, in dem man einen Drehteller verwendet und etwa all 10° ein Foto aufnimmt. Das jeweils aus unterschiedlichen Höhen (ich habe drei verwendet) und schon hat man alle Fotos, die man braucht (eher zu viele als zu wenige). Die Blende der Kamera sollte übrigens so gewählt sein, dass das gesamte Objekt scharf ist, nicht nur ein Teil davon. Da man sowieso ein Stativ verwende sollte, ist das aber kein Problem (ich hab’s beim ersten Mal aber trotzdem falsch gemacht… umso mehr bin ich über die gute Qualität des erstellten Modells verwundert).
Zum Abschluss das entstandene 3D-Modell, das mit Autodesk Meshmixer geglättet und vereinfacht wurde:
WP 3D Thingviewer Lite need Javascript to work.
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Zum Ansehen von 3D-Modellen eignet sich CloudCompare.