写真測量研究

友人たち、写真測量のような専門分野の実践的な研究の過程で得た経験を共有したい。 あなたのいずれかがあなたの意見を表明し、私を修正するか、あなたが犯した間違いを指摘してくれたら嬉しいです。 おそらく、私の写真測量の研究に関するこの記事はあなたに役立つでしょう。 私の作品は、2017年8月から9月にかけてのロシア中央部の都市公園における自然写真の例で説明されています。



それでは、最初から始めましょう。このトピックに関する一定量の情報を読んで表示した後、Agisoft PhotoScanを選択しました。これは、元の画像に基づいて3Dモデルをテクスチャ化するのに役立ちます。 Agisoft PhotoScanからの指示を採用-適切な写真撮影のために、最良の結果を得るためにそのルールに従う必要があります。 このテーマには多くのプログラムがあることが知られています：Photoscan（Agisoft）、123D Catch（Autodesk）、ReCap360（Autodesk）、Arch3D（Epoch project）、Bundler / PMVS2、Apero / MicMac、3DF Zephyr（3DFlow）、Photomodeller scanner（EOSシステム）、Smart3D（Acute3D）。



作業の次の段階には、カメラの設定、カメラ、画像、および撮影に必要な機器の準備が含まれます。

1. レンズ。 私の経験と指導では、35mm、50mm、85mmの固定焦点距離のレンズを優先することを推奨しています。 ズームレンズを使用する場合は、ズームを極端な位置（最小または最大）のいずれかに設定します。 そうでない場合、各ズームレンズには個別のキャリブレーションが必要になります。 カメラ/レンズのモデルと焦点距離のばらつきを最小限に抑えることをお勧めします。
2. カメラの設定：JPG形式に変換すると画像のノイズが多くなり、品質が低下するため、圧縮せずにTIFFに変換したRAW形式の画像を使用することをお勧めします。 最高の解像度で撮影することをお勧めします。 ノイズを減らすために、ISO値を最小限に抑えることをお勧めします。 十分な被写界深度を実現するには、絞り値を小さくすることをお勧めします。F-Stop11+。 被写体のすべての部分が鮮明であり、ぼやけていないことが重要です。 シャッター速度は、可能な動きによるぶれを防ぐのに十分な速さである必要があり、できれば1/125 +です。
3. 画像：PhotoScanはソース画像で動作します。 写真を歪めないでください。つまり、元の画像を拡大縮小、切り抜き、回転、または変更しないでください。
4. 他に便利なもの：三脚、一脚、カメラのリモコン、偏光フィルター、小さなクロマキーを持ち歩くことができます（1色の背景）、青い色が良いです、突然小さなオブジェクトを撮影し、それらを分離するには背景が必要です、将来的には、これらの写真のマスクを簡単に作成できるようになります。

シューティングステージ

必要な準備と好ましい日を選択した後、曇りの天気が最適です、それは写真に最も適しています、私たちはニュートラルな照明を必要とします必要に応じて、3Dモデルのみ、この場合はテクスチャをPhotoshopで修正できますが、これらは追加の操作です。この方法については後で説明します。



私たちは森林公園に行くか、必要な物が置かれている場所に行きます。 それで、撮影の場所に着いたので、私ははっきりした質感を持つより興味深いオブジェクトを見つけようとしました。 自然は、その美しさと形で、ユニークな色、あなたの目を離すことは不可能なパターンのようなインスタンスを作成します、私たちの仕事は、この素晴らしさをすべて借りて、それを3Dの世界に転送することです。 写真を撮り始めましょう。



撮影のプロセスを実行するには、後続の各フレームを取得し、約60％のフレーム間のオーバーラップを確保する必要があります。テクスチャを使用してモデルを形成するのはこれらの60％です。 解像度は、カメラが許容できる最大値であることが望ましいため、オブジェクトを完全にバイパスする必要があります。 360％のラウンドを行い、1円につき約36ショットを撮影します。複数の円が撮影される場合があります。 繰り返しますが、ズームする必要はありません。細部を修正する必要がある場合は、目的の写真を撮るために近づいたり、座ったり横になったりする必要があります。 オブジェクトに凹面と膨らみがあり、撮影が立っているだけで下から取り外されない場合、地面に「正常」に見え、フレームに落ちないいくつかの場所では、これらの領域の3Dモデルに穴があり、したがってテクスチャがありません、プログラムでそのような瞬間をさらに修正しますが、最初からこれを避ける方が良いです。 私は別の重要なポイントを交換する必要があります。小枝や草がフレームに落ちるのを防ぐ必要があります。これは根の近くで必要なオブジェクトの基部にあります。これらのオブジェクトはその後テクスチャに印刷され、場合によっては避けられないためです。 この面白い切り株を見つけました。







それで、私たちが気に入ったすべてのオブジェクトの必要な数のショットを作成したので、次の段階が始まりました。

写真の処理と3Dモデルの作成

Raw形式を編集するためのプログラムがあることを多くの人が知っています。そのうちの1つであるCameraRawとLightroom、私はLightroomに決めました。



次に、すべてのRaw画像をLightroomにインポートし、次の設定を行います。 ハイライトを下げ、シャドウを増やし、色収差とレンズの歪みを取り除きます。 1枚の写真の設定に基づいて、将来の写真の処理プロセスを高速化するためのプリセットを作成します。写真は、タスクの種類や所有するオブジェクトの数に応じて、数十から数千の異なる数になる場合があります。







作成したプリセットを残りの写真に適用し、それらをTIFF形式で各オブジェクトとこのカテゴリのライブラリに個別に適切なフォルダーにエクスポートします。さらなる混乱と必要なファイルの損失を避けるために、ワークフローを最初から整理することが最善です、Rawファイルを削除します。

写真を追加

Agisoft PhotoScanを開き、写真を追加します。 最良の結果を得るには、元の写真のすべての二次オブジェクトをマスクでマスクします。 オブジェクトの周りにマスクを作成し、PhotoScan Lassoでさまざまな方法でマスクを作成してから、選択またはPhotoshopでLassoツールを追加できますが、マスクを作成し、チャネルに追加してファイルを保存するという通常のプロセスをスキップするアクションも作成します。 スタジオで撮影していて、背景が統一されている場合は、[ツール] / [マスクをインポート]に移動して、選択したカメラに[背景から]方法を適用する必要があります。 マスクを作成せずに実行できますが、これによりプロセスが複雑になります。

写真の位置合わせ

この時点で、PhotoScanはカメラの位置を決定し、写真に基づいてまばらな点群を構築します。







マスクを作成した場合は、[マスクを考慮する]チェックボックスをオンにします。 この手順の後、写真の品質を評価し、表示されるウィンドウですべてのカメラを選択できます。



写真を品質でフィルタリングすることができます。すでに行っており、最悪の写真が一番上にありますが、ぼかしの品質が決定されるため、これは必要ありません。



画質推定アルゴリズムは、多くのコントラストがある場合にピクセル間のコントラストを分析し、画像は良好と認識されます。 すべての画像が正常であることを確認する唯一の方法は、200％のズームを視覚的に確認することです。 ひどい退屈な仕事。 最悪の画像、非常にぼやけた画像はオフにすることができます。







次のステップでは、選択ツールでオブジェクトを選択し、「切り抜き」をクリックしてオブジェクトをきれいにします。 Spaceキーは、選択とナビゲーションなどのツールを切り替えるのに役立ちます。

ビルドエリアを定義する

Boxを修正します。これはNumPadに役立ちます。カメラ、遠近法、および正射影を切り替えることができます。

密な点群の構築

計算されたカメラ位置に基づいて、プログラムは点の密な雲を構築します。 品質：超高（必要な品質が高いほど、ステージを完了するためにより多くの時間とコンピューティングリソースが必要になります）。



アグレッシブ（再構築されたシーンが、建物の屋根など、多数の小さなディテールまたはテクスチャのない表面を持つ複雑なジオメトリを持っている場合、ソフトパラメータ値を設定することをお勧めします）。







それが私たちが得たものです。







選択ツールでオブジェクトを少しクリーニングした後、この結果が得られます。

ポリゴンモデルの構築

これで、結果の密集したポイントクラウドに基づいて、3次元の多角形モデルを構築できます。

表面タイプ：高さマップ。

ソースデータ：密なクラウド。

ポリゴンの数：高（パラメーター値の横の括弧内）

構築するモデル内のポリゴンの最大数を示します。

プログラムが提供する値は、データに基づいて計算されます

密な雲の中の点の数について）。

補間：有効（デフォルト）。

こちらが3Dモデルの結果です

結果のジオメトリを編集する

[編集]を選択し、[段階的な選択]をクリックすると、削除する必要のあるジオメトリの個々の部分がすべて赤で強調表示されます。







その後、オブジェクトのすべての穴を閉じる必要があります。そのために、ツール、メッシュ、穴を閉じるを選択します。

輸出モデル

さらに編集するために、モデルをZbrushにエクスポートします。

低ポリゴンモデルを作成する

モデルをZbrushにインポートして複製し、







Zremesherチームを使用してMayaにエクスポートします。







モデルをMayaにインポートし、押し出し操作を実行し、Zbrushにエクスポートします。







Zbrushでは、DynaMeshおよびZremesher操作を使用します。











Mayaにエクスポートし、不要なポリゴンを削除します。 もちろん、低ポリグリッドをペンで仕上げ、さらにポリゴンを削減することはできますが、今はそれを行いません。 希望がある場合は、結果について書いてみてください。すべてのファイルを記事に添付します。







UVLayoutにエクスポートし、UVスキャンを作成します。

カラーテクスチャを作成する

UVスキャンが完了した低ポリゴンをZbrushにインポートし、ProjectAll、distコマンドを実行します。 アーティファクトがないように毎回増減する必要があります。すぐにZbrushでディスプレイスメントマップをベイクします。 Project High-poly後にエクスポートを取得しました。











PhotoScanを開き、[ツール]メニューからその場所にあるモデルを削除し、生成されたHigh-polyモデルをインポートします。











モデルをインポートした後、Tif形式でテクスチャを作成してエクスポートします。







Photoshopでテクスチャを開き、マジックワンドツールで、この場所にテクスチャがなく、黒い斑点がある領域をクリックします。







なげなわツールを選択し、[編集]メニューで[塗りつぶし]コマンドの[コンテンツに応じた塗りつぶし]を選択します。







数秒でテクスチャが完成しました。







もちろん、他の方法、たとえば、スタンプやペンを使ってすべてのスペースを埋めることもできます。 また、他のプログラム、たとえば3D-Coatを使用して、High-polyおよびカラーテクスチャをインポートし、テクスチャ上の必要な場所にスタンプツールペイントを使用して、Substance Painterで同じ操作を繰り返すことができます。それはすべて長く、状況によっては、これらのパスのいずれかを実行するために必要なものとまったく同じです。

テクスチャのベイクと作成

1. Substance Painterを実行し、新しいプロジェクトを作成し、UVスキャンの準備が整ったlow-polyをロードします。プロジェクトを作成した後、TextureSet Settingsメニューに進み、Bake texturesをクリックします。 ベイキングウィンドウで、不要なカードを削除し、PhotoScanからHigh-polyをロードします。 ベイク処理されたカードは、TextureSet設定の対応するスロットに自動的に挿入されます。







2.次のステップは、低ポリモデルを高ポリに置き換えることです。 そのため、鏡面反射、粗さなどの追加のテクスチャを生成するときに、必要なテクスチャを明確に見ることができます。







3.必要なマップを生成します。さまざまなフィルターと非常に柔軟なジェネレーターと共に、チャネルを介したテクスチャリングが非常にエキサイティングな体験であるため、これが非常に役立ち、目的のテクスチャを取得するワークフロー全体を高速化します。 たとえば、塗りつぶしレイヤーを作成し（塗りつぶしレイヤーを追加）、目的の色またはテクスチャで塗りつぶし、不要なチャンネルをすべてオフにし、黒または白のマスク、ジェネレーター、フィルターを塗りつぶしレイヤーに接続し、一般的に、独自の手を作成します。



4.目的の結果が得られたら、時間は返却も購入もできないリソースであるため、作業プロセスの促進と高速化に努めているため、将来同じアクションを繰り返さないようにスマートマテリアルを作成できます。



5.結果に完全に満足したら、必要なすべてのテクスチャをさまざまなレンダリング/エンジンにエクスポートして、さらに視覚化することができます。 エクスポートドキュメントには、アプリケーションをさらに配置するためにテクスチャをエクスポートするための設定を選択するのに役立つ構成があります。



それが私たちの持っていたものであり、それは私たちが迅速かつ楽に受け取ったものです。







要約すると、写真測量などの分野は非常に興味深く、必要であり、環境オブジェクト（木、植物、石など）、インテリアアイテム（マイク、音楽柱、椅子など）を作成する際のワークフローを高速化するのに役立ちます。など）、有機物（人間、カメなど）、風景や建物など。 写真測量の使用は非常に広いです！



さて、友人、プロセスは完了です。 PMでの質問と経験のコミュニケーションにオープンになります。



敬具、ユージンA.



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