I migliori software di fotogrammetria
Negli ultimi tempi, le barriere che un tempo rendevano la fotogrammetria inaccessibile al vasto pubblico, principalmente il prezzo e il tipo di tecnologia, stanno andando a scomparire. Ciò ha permesso un'adozione più diffusa, incentivando lo sviluppo di software migliori, con più funzionalità e con una maggiore facilità di utilizzo. Andiamo a scoprire le migliori soluzioni disponibili. Affronteremo i seguenti temi: compatibilità, prezzi, vantaggi e svantaggi e altri dettagli importanti per aiutarti a sondare il terreno se sei alla ricerca di una soluzione per le tue esigenze di fotogrammetria.
Cos'è la fotogrammetria?
Quando si devono rispettare parametri di tolleranza di 1/500 di millimetro è meglio utilizzare attrezzature di fotogrammetria di livello metrologico.
I puristi ritengono che questo termine vada unicamente utilizzato per quel tipo di processo di acquisizione di misurazioni affidabili che parte da fotografie. "Foto" significa luce, "gramma" scrittura e "metron" misurare. Misurare con la luce. Il suo uso è più scientifico, più industriale, per così dire. Lo si può trovare in applicazioni quali l'ispezione, l'analisi delle deformazioni e altri scenari di misurazioni ad alta precisione.
Per molti professionisti delle arti visive e della conservazione del patrimonio, ad esempio, la sua definizione è semplice: trasformare le immagini in modelli 3D. Gli storici la utilizzano per digitalizzare esemplari archeologici a colori, gli artisti CGI per costruire rapidamente modelli per l'animazione o lo sviluppo di giochi e gli utenti amatoriali per creare modelli stampati in 3D al solo scopo di stupire i loro ospiti a cena.
Si tratta di una tecnica per ricostruire i dati 3D da immagini 2D. Questa definizione dovrebbe includere sia la fotogrammetria per la metrologia, sia quella che chiameremo fotogrammetria per la CGI.
Barack Obama seduto di fronte a un dispositivo di fotogrammetria personalizzata composto da 50 luci a LED e 14 fotocamere. Scattare diverse fotografie del volto del presidente da diverse angolazioni in pochi secondi ha permesso di ottenere texture di alta qualità e in seguito combinarle con scansioni 3D realizzate con due scanner Artec Eva, ottenendo il primo ritratto 3D a colori di un capo di stato. Foto per gentile concessione della Casa Bianca.
Perché usare la fotogrammetria?
Gli ostacoli stabiliti dalla difficoltà e dal costo che rendevano la fotogrammetria appannaggio di pochi professionisti stanno andando a diminuire. Al giorno d'oggi, uno smartphone in grado di scattare foto in 4K non è nulla di speciale. Le stampanti 3D a basso costo, con alcune che costano appena poche centinaia di dollari, hanno reso possibile a una generazione di appassionati di raccogliere dati di fotogrammetria e produrre i propri modelli 3D a casa, dall'inizio alla fine, con un budget ridotto.
Per scopi di metrologia, gli utenti si orientano alla fotogrammetria, in quanto è incredibilmente accurata e, sebbene molto più economica di un laser tracker, fornisce risultati comparabili.
Esistono software, sia a pagamento che gratuito, che ti consentiranno di convertire le immagini in modelli 3D in modo relativamente semplice. Cominciamo ad esaminare le opzioni gratuite.
I migliori software di fotogrammetria gratuiti
3DF Zephyr
- Facile da usare
- Moltissimi materiali di supporto e di formazione
- Supporta il disegno CAD, l'estrazione di polilinee e la generazione di sezioni, percorsi e linee di contorno
- Utilizza dati di LiDAR, TI, telecamere, video e altri dispositivi
- Disponibile solo su Windows
- La versione gratuita è estremamente limitata
ply, obj, fbx, pdf 3D, u3d, dae, pts, ptx, xyz, txt, las, e57
Windows 11/10/8.1/8x64
3DF Zephyr è disponibile in tre versioni. La versione migliore è la quella completa, che puoi pagare come abbonamento mensile o una volta per una licenza perpetua. C'è anche 3DF Zephyr Lite, che occupa il livello intermedio, e 3DF Zephyr Free. La versione gratuita ti dà la possibilità di costruire modelli 3D ma limita il numero di foto che puoi utilizzare a solo 50. Puoi anche utilizzare una sola GPU NVIDIA per migliorare l'elaborazione. Inoltre, le opzioni per l'esportazione sono limitate alle sole mesh con texture JPEG e ai caricamenti su YouTube. 3DF Zephyr Free fornisce anche strumenti di modifica limitati. Mentre queste restrizioni possono sembrare un'inibizione, è ancora un ottimo punto di partenza se si vuole solo sperimentare e avere un'idea del software. È possibile eseguire l'aggiornamento a livelli di abbonamento superiori senza questi limiti e sfruttare migliori opzioni di esportazione con nuvole di punti, mesh strutturate, posizioni e distanze e funzionalità come il supporto per i formati di file laser scanner, la possibilità di generare ortofoto, nonché strumenti per il rilevamento, GIS e CAD.
Link per il download: https://www.3dflow.net/3df-zephyr-free
Meshroom
- Open source
- Completamente gratis
- Facile da usare
- Supportato da un'attiva comunità open source
- Funzionalità limitate rispetto alle soluzioni a pagamento
- Nessuna versione macOS
abc, obj
- Windows
- Linux
Si tratta di una soluzione open source basata su AliceVision, un framework di algoritmi per la visione artificiale con ricostruzione 3D e tracciamento della telecamera. Ha un editor drag-and-drop facile da usare e ti dà la possibilità di modificare il flusso di lavoro (o pipeline) secondo i tuoi bisogni, o semplicemente di lavorare con il flusso di lavoro predefinito con un clic. Questa flessibilità rende Meshroom adatto ai principianti e vantaggioso per gli utenti più avanzati.
Meshroom può supportare oltre 1.000 immagini ed è compatibile con altri software di modellazione 3D come Houdini, Blender, Maya e ZBrush. È possibile utilizzarlo, ad esempio, per aggiungere texture a una mesh dopo averla modificata in altre applicazioni di modellazione 3D. Gli utenti beneficiano anche di librerie con algoritmi aggiuntivi per la ricostruzione 3D, l'identificazione del bersaglio e altro ancora.
VisualSFM
- Il flusso di lavoro di generazione 3D è abbastanza semplice
- Completamente gratuito, nessuna funzionalità limitata
- Documentazione di ottimo livello
- Interfaccia utente poco ottimizzata
- Richiede una certa conoscenza delle righe di comando per un maggiore controllo
- Richiede software aggiuntivo per creare mesh o ripulire le nuvole di punti
ply
- Windows
- Mac OS
- Linux
La sigla SFM nel nome di questa soluzione sta per Structure from Motion. È una tecnica per dedurre informazioni geometriche spostandosi attorno a un oggetto. Quando un osservatore cambia posizione, gli oggetti più vicini sembrano spostarsi più di quelli lontani. Se si fanno calcoli in base a queste differenze relative, è possibile determinare la struttura 3D di ciò che viene osservato. Anche gli esseri umani usano questa tecnica. VisualSFM fornisce un'interfaccia utente grafica per questi calcoli. È una soluzione senza fronzoli creata dall'ingegnere software di Google Changchang Wu per consentire agli utenti di generare modelli 3D partendo da immagini 2D.
Il processo viene completato in quattro passaggi, che possono anche essere eseguiti dalla riga di comando se la si preferisce rispetto all'interfaccia grafica. Gli utenti importano immagini in VisualSFM, eseguono il rilevamento delle feature e la corrispondenza delle immagini. Segue la ricostruzione sparsa e, infine, la ricostruzione densa. VisualSFM è gratuito per uso personale (senza scopo di lucro) o accademico.
Link per il download: http://ccwu.me/vsfm/index.html
I migliori software di fotogrammetria a pagamento
RealityCapture
- Interfaccia ben progettata
- Pieno di funzionalità
- Tutorial e supporto completi
- Disponibile solo su Windows
jpg, png, XYZ, XYZRGB, tiff, bmp, dib, rle, jpeg, jpe, jfif, exif, exr, tif, wdp, jxr, dds, KML, KMZ, obj, ply, partlist, fbx, dxf, dae, bvh, htr, trc, asf, amc, c3d, aoa, mcd, wmv, mp4
Windows
- Licenze pay-per-input: 10$ per 3.500 crediti; 20$ per 8.000 crediti
- Licenza illimitata: 3.750$
RealityCapture è una soluzione di fotogrammetria completa che fornisce funzionalità per la creazione di scene di realtà virtuale, mesh 3D texturizzate, proiezioni ortografiche, mappe georeferenziate e altro ancora. Ha un'interfaccia ben progettata con un ricco set di funzionalità che ti consente di far lavorare automaticamente il software al posto tuo nelle attività più semplici o di assumere il controllo manuale per progetti più complessi.
Questo software ha anche strumenti per unire immagini a scansioni laser, creare mesh triangolari a tenuta stagna, strumenti di colorazione e texturing, funzionalità per orto-proiezioni e mappatura, misurazione di distanza, area e volume e altro ancora.
Link per il download: https://www.capturingreality.com/realitycapture
Agisoft Metashape
- Cloud e capacità di elaborazione di rete
- Knowledge base completo
- Ampio elenco di funzionalità
- La Professional Edition, a 3.499$, è relativamente costosa
- L'edizione Standard è conveniente (179$) ma abbastanza limitata nelle funzionalità e non esiste un livello intermedio
- Formati texture: JPG, TIFF, PNG, BMP, OpenEXR, JPEG 2000
- Formati di calibrazione della fotocamera: xml, ini, cal, dat
- Mesh e nuvole di punti: obj, ply, pts, las, laz, e57, u3d, dxf, oc3, cl3, 3ds, dae, abc, stl, fbx, wrl, glb, x3d, osgb, kmz
- Windows
- Mac OS
- Debian/Ubuntu
- Professional Edition: 3.499$
- Standard Edition: 179$
Agisoft Metashape è un'applicazione di fotogrammetria ricca di funzionalità che supporta diversi tipi di immagini: aeree, ravvicinate e satellitari. È disponibile in due edizioni, Professionale (di livello superiore) e Standard. La Professional Edition permette la modifica di nuvole di punti dense, dispone di strumenti per la generazione di Digital Surface e Digital Terrain Model (DSM/DTM), generazione di ortomosaici, supporto per la scansione laser, misurazione della distanza, dell'area e del volume e molto altro. Offre inoltre l'elaborazione su cloud per l'ispezione, l'annotazione e la misurazione dei risultati dell'elaborazione in un browser Web e la collaborazione in team a distanza. Inoltre, mette a disposizione i binding Python Scripting e Java per l'automazione e l'elaborazione personalizzate e altre personalizzazioni specifiche del flusso di lavoro.
La Standard Edition è più limitata, ma offre comunque una notevole gamma di funzionalità, tra cui la triangolazione fotogrammetrica, la generazione e l'editing di nuvole di punti dense, la generazione e la texturing di modelli 3D e altro ancora, ma non dispone di altre come l'elaborazione di rete e su cloud, il modulo Python e la libreria Java e un'intera serie di strumenti di misurazione e analisi.
Link per il download: https://www.agisoft.com/downloads/installer/
Artec Studio
- Facile da usare
- Funzionalità Scan-to-CAD
- Precisione fino a 2 micron
- Allineamento mesh-to-CAD facile e veloce
- Funzionalità native di CGI e fotogrammetria metrologica
- Aggiornamenti regolari
- Documentazione e materiale di supporto completi
- Compatibile solo con scanner Artec 3D
- Richiede Boot Camp per funzionare sui computer Apple
- Mesh: OBJ, PLY, WRL, STL, AOP, ASC, Disney PTEX, E57, XYZRGB
- Nuvola di punti (solo Artec Ray): PTX, BTX, XYZ
- Target di riferimento: OBS
- Misure: CSV, DXF, XML
- CAD: STEP, IGES, X_T
- Windows
- Via Boot Camp su macOS
- Prova gratuita di 30 giorni
- Abbonamento annuale:
- Licenza a vita con aggiornamenti gratuiti:
Artec Studio è progettato principalmente per fornire un ambiente e un framework per i flussi di lavoro derivanti da scansione 3D. Il software offre anche potenti funzionalità per la fotogrammetria.
Per i casi d'uso relativi alla misurazione, Artec Studio dispone del plugin Artec Metrology Kit. È pensato per funzionare con Artec Metrology Kit, che è una delle soluzioni di fotogrammetria più accurate sul mercato e un'ottima alternativa a un laser tracker. È possibile importare immagini e utilizzarle per generare nuvole di punti da utilizzare in applicazioni relative alla misurazione o come dati di riferimento per la scansione 3D di oggetti e scene di grandi dimensioni.
Artec Studio ha anche una funzione di Photo Texturing. Ciò consente agli utenti di applicare le immagini ottenute con una fotocamera a dati di scansione geometricamente accurati ad alta risoluzione e produrre modelli 3D fotorealistici a colori. Il software può gestire set di dati fino a 500 milioni di poligoni, il che significa che lavorare con oggetti di grandi dimensioni ad alta risoluzione non è un problema.
Link per il download: https://www.artec3d.com/3d-software/artec-studio
Conclusioni
Il bacino di opzioni di soluzioni di fotogrammetria è ampio e in costante crescita. Le soluzioni che abbiamo elencato sono un ottimo punto di partenza per la ricerca di una soluzione adatta a te. In termini di funzionalità, le opzioni di cui abbiamo parlato sono abbastanza rappresentative di ciò che i prodotti concorrenti sul mercato offrono in genere. La scelta che deciderai alla fine sarà, ovviamente, determinata dalle tue esigenze, dal livello di competenza, dalle risorse disponibili e dalle preferenze personali.
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Il centro di apprendimento
La fotogrammetria è il processo di acquisizione di misurazioni affidabili partendo da fotografie. Ci ha accompagnato in diverse forme per secoli e ha persino contribuito a plasmare la nostra comprensione della superficie terrestre. Oggi, svolge un ruolo vitale in molti settori. Quindi, ecco un resoconto per darvi un'idea generale di cosa si tratta e di come funziona.
Nell'ultimo decennio, i modelli dei personaggi e degli ambienti nei videogiochi hanno fatto passi da gigante, non solo grazie ai sempre migliori hardware delle console di gioco ma anche grazie all'adozione di processi di digitalizzazione come la fotogrammetria. Grazie alla tecnologia è ora possibile creare mondi fotorealistici che forniscono un livello di immersione senza precedenti a un sempre più numeroso esercito di giocatori in tutto il mondo. Chiunque abbia dimestichezza con la fotogrammetria sa che è in grado di rilevare varie immagini di un oggetto, trasformandole in modelli 3D che presentano un altissimo livello di qualità della texture. Ma come viene utilizzato esattamente questo processo nel settore dei giochi? Nel seguente articolo portiamo questo argomento sotto i riflettori, spiegando ogni dettaglio, dai passaggi del flusso di lavoro alla prospettiva di utilizzare la scansione 3D come alternativa.
Anche se svolgono un ruolo molto importante, i software raramente ricevono l'attenzione che meritano quando si discute di tecnologia 3D. È più probabile che tu senta parlare dei nuovi scanner 3D più alla moda, delle stampanti 3D o perfino degli ultimi materiali di stampa 3D. Il software 3D, che riunisce tutti questi aspetti, è spesso solo una nota a piè di pagina nel discorso. Quando viene menzionato, sarà difficile trovare software dedicato per Mac; la stragrande maggioranza dei software di scansione 3D è costruita per la piattaforma Windows, o Windows + Linux, se sei fortunato. Per quanto sia difficile da trovare, esiste, se sai dove cercare. Quindi, in questo articolo, raccogliamo alcuni dei migliori software di scansione e modellazione 3D per Mac, sia gratuiti che a pagamento.