3DF Zephyr

О программе

3DF Zephyr – программа для фотограмметрии. С помощью нее пользователь имеет удобную возможность создать 3d модель какого-либо объекта на основе фотографий этого объекта. Модель получится уже с текстурой и ее можно экспортировать во многие распространенные 3d-форматы для обработки в других 3d-редакторах. В самой программе Zephyr также есть несколько полезных но инструментов редактирования. Оцифровать можно многое - от бабочки на иголке после макросъемки до небоскреба после съемки с коптера. А между бабочкой и небоскребом можно оцифровать живого человека.

Фотографирование

Это самый ответственный этап работы над проектом, от которого зависит качество будущей модели. Для того, чтобы правильно и обдуманно подойти к процессу фотографирования, надо понимать, как программа обрабатывает фотографии. На множестве фотографий она ищет одинаковые участки и старается понять, где находилась камера во время съемки, какое расстояние от камеры до участка. Потом программа строит в трехмерном пространстве облако точек, на которое натягивает полигональную сетку, называемую mesh. Далее создает текстуру для этой сетки. Таким образом, камере нужно за что-то цепляться "глазом" – из этого постулата строится работа фотографа (применительно к небольшой модели):

• Камера должна облетать объект, который должен оставаться на месте, не крутиться. Почему? Если крутить объект, то свет, идущий из одного места, будет на разных фото освещать разные участки, а это будет мешать программе понять, что освещенный участок на одной фотографии и затененный участок на другой фотографии, один и тот же. И не будет привязки к статичным точкам окружения объекта, которые тоже могут быть полезны. У меня нет оборудованного места для фотосессий и вариант со статичной камерой и вращающейся моделькой мне выдал 100% забракованных фотографий со стороны программы. А вариант со статичной камерой и вращающимся объектом имеет место быть в некоторых роликах про Zephyr – в них фон вообще монотонный без лишних деталей и перед генерацией модели используется функционал маски.
• Из-за того, что объект не надо крутить, продумайте заранее такое освещение, чтобы не ослеплять объект и не было бы слишком темных мест на модели. Если будет все ярко – плохо, ведь камера должна видеть рельеф, что возможно благодаря контрастным теням.
• Если съемка происходит при естественном свете в комнате и источником света является окно, то старайтесь не затенять собой объект, используйте вытянутые руки.
• Делайте больше последовательных шагов в съемке в пределах 50 (это лимит для бесплатной версии Zephyr), стараясь охватить все участки объекта. Для своего первого объекта я сделал 27 кадров, из которых 9 программа забраковала, а 18 взяла в работу. Результат меня в общем-то удовлетворил. Для фигурки из домашней коллекции лимита хватит с головой, а вот для сканирования городского квартала с коптера не хватит.
• Не фотографируйте на большой гладкой поверхности, что затруднит программе находить контрольные точки и измерять расстояния. Наоборот, поощряется использовать даже специальные подставки с контрастным рисунком.
• Старайтесь фотографировать в ручном режиме, когда все параметры съемки в камере заданы жестко и от кадра к кадру не меняются. Программа умеет считывать метаданные фотографии. В связи с этим старайтесь делать кадры без постобработки в графическом редакторе, что может повлечь утерю метаданных.
• Выдерживайте примерно одинаковое расстояние до объекта съемки, чтобы программе было легче цепляться для одни и те же точки на разных фото.
• Чем рельефнее и контрастнее сама модель, тем вероятнее успех предприятия.

В Zephyr можно импортировать видео. Для видео также есть рекомендации – смотри ЮТУБ-РОЛИК на эту тему. Ограничение на количество кадров из видео в бесплатной версии – 60. Попробовал ту же фигурку той же камерой, что и фотографии делал, снять на видео. Результат получился менее качественный, чем от фотографий (видимо, из за меньшего разрешения картинки), но сам процесс прошел успешно - программа выбрала из тысяч кадров 60. В настройках получения модели из видео есть настройки правил, по которым кадры отбирать.

Создание модели

• Этап 1. Создание проекта. Новый проект начинается по кнопке [] или через меню: Workflow > New Project. Откроется окно, нажмите [Next]. Потом по кнопке (+) загрузите фотографии. Снова [Next]. В этом окне обратите внимание на выбор категории съемки. Если вы фотографируете небольшую фигурку, то оставляйте все по умолчанию. А вот фотографии людей, вертикальных конструкций, фото с коптера требуют выбора нужной категории. Снова [Next]. В следующем окне нажимаем длинную кнопку [Run].
• Этап 2. Создание модели. Кнопка [] или меню: Workflow > 3D Model Generation. Далее процедура похожа на первый этап.
• Этап 3. Наложение текстуры. На предыдущем этапе текстура уже будет, но черновая. По кнопке [] или через меню Workflow > Testured Mesh Generetion ваша модель получит окончательную качественную текстуру на основе фотографий.

Маска. В первом окне создания проекта есть опция Image mask. После ее отметки и загрузки фотографий появляется возможность вызвать редактор масок по кнопке [Launch Masquerade]. Смысл масок такой, чтобы заранее отсечь все лишнее от пересчета. При создании маски надо обозначить область того, что нужно сканировать, и указать область фона, который не нужно обрабатывать. Несмотря на то, что маскированию должна подвергнуться каждая фотография, умные инструменты маски позволяют это проделать довольно быстро. ВИДЕОИНСТРУКЦИЯ по маскам.

Редактирование модели

Самое первое, что хочется сделать с моделью после ее создания без предварительного маскирования, это удалить вокруг нее все лишнее. Для этого в Zephyr есть несколько инструментов на закладке Editing правой панели. Быстрый сценарий редактирования:

• На закладке Editing в разделе Select выберите режим [By Hand]
• В открывшемся окошке выберите Tool > Elliplic
• Поверните сцену видом сверху и обрисуйте вокруг модели круг (начинайте с клика мышки посередине модели)
• В разделе Edit нажмите кнопку [Invert]
• Нажмите кнопку [Delete]
• Все лишнее будет удалено

То же самое можно проделать с облаком точек, чтобы при экспорте модели не экспортировалось ничего лишнего.
Данную операцию по удалению лишнего рекомендуется делать сразу после этапа 2 создания модели до наложения на нее финальной текстуры, чтобы меньше текстуры осталось накладывать.

Профессиональное занятие фотограмметрией заставляет специалиста пользоваться разным софтом для разных задач. Так, для подготовки 3d-модели для печати на 3d-принтере часто используется Autodesk Meshmixer. А для раскрашивания и юстировки модели отлично подойдет Zbrush. Для перечисленного софта есть общие форматы файлов. Совсем новичкам или детям понравится программа Paint 3D, предустановленная в современных версиях Windows – в ней раскрашивать трехмерную модель чрезвычайно просто. Таким образом, вы можете экспортировать модель из Зефира через меню Export > Export Textured Mesh в формат программы обработки и импортировать ее в той программе.

Обратите внимание, что, когда вы прошли все фазы создания модели, сохранили проект, закрыли программу, а потом снова открыли… то вы не увидите той красоты, на которой программа была закрыта. Вы увидите облако точек. Zephyr его отрывает по умолчанию при открытии проекта. На левой панели на закладке Project хранятся все этапы – и облако точек, и меши и текстурированная модель. Так что, откройте плашку Textured Meshes и отметьте квадратик на строке меша, чтобы он стал красным – тогда красота вернется.

Анимация

В 3DF Zephyr можно записать анимацию и сохранить в видео файл. Например, облёт вокруг вашей модели по заданной траектории. Для это есть закладка Animator на левой панели интерфейса. По кнопке [Add current position] добавляется точка местоположения камеры. Вы вращаете сцену и добавляете точки. При проигрывании камера будет плавно перемещаться между точками. Это ручной режим. Можно также автоматически задать траекторию движения по кнопке [Create Automatic Plan]. Из предустановленных траекторий мне, например, понравилась Spiral, при которой камера накручивает круги вокруг объекта с каждым витком к нему приближаясь.

Видео можно просмотреть в окне программы по кнопке [Play/Stop]. Записать видео и сохранить на свой диск можно по соседней кнопке [Record].
Как расставить ключевые точки и заставить камеру двигаться по ним читайте в этой ИНСТРУКЦИИ.

Альтернативы

В деле фотограмметрии 3DF Zephyr не одинок. Есть конкуренты, у которых он в общем-то выигрывает по качеству конечного результата. Для ПК это программы: Metashape, Reality Capture, Meshroom. На Ютубе есть РОЛИК, в котором объект (небольшой сарай) сканируется с коптера, а потом обрабатывается разными программами. Посмотрите, сравните сами.

Для мобильных устройств на iOS и Androoid также есть приложение RealityScan. Кстати, бесплатное.

Скачать, почитать, посмотреть

📥 Скачать 3DF Zephyr 7.000 – Портабельная версия, проверенная на Windows 10. Ценовая линейка программы состоит из 4-х тарифов. В бесплатной версии есть всё необходимое для любительской работы. В платных версиях нет ограничений на кол-во обрабатываемых фото, есть e-mail поддержка пользователей, GIS инструментарий и ряд других вещей, о которых простой пользователь даже не слышал. Впрочем, сами посмотрите сравнительную ТАБЛИЧКУ.

📗 Руководство пользователя на английском в PDF. Вообще, программа не такая сложная для старта, потому что весь процесс можно пройти с настройками по умолчанию и получить приемлемый результат. Но профессионал и/или перфекционист захочет получить выдающийся результат – для таких эта подробное руководство на 171 страницу.
📗 Онлайн руководство.