3D-rakennuksen luominen valokuvista : Manuaalisesta mallinnuksesta fotogrammetriaan
Partanen, Jani (2013)
Partanen, Jani
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013052310515
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013052310515
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tarkastelee eri vaihtoehtoja, joilla valokuvasta voidaan tehdä teksturoitu 3D-malli. Tässä opinnäytetyössä vertaillaan kolmea hieman erilaista lähestymistapaa ja tutkitaan, mitkä ovat näiden tapojen vahvuudet ja heikkoudet. Lähestymistavat on jaoteltu manuaaliseen mallinnukseen, jossa malli luodaan täysin käsin, fotogrammetriaohjelmaa avuksi käyttävään mallinnukseen ja täysin fotogrammetriaohjelman laskemaan mallinnukseen.
Talon mallintaminen on otettu kohteeksi siksi, että se perinteisesti on kaikkien hankalin kohde automaattisesti mallintaa; sitä ei voi viedä studioon valokuvattavaksi tai skannattavaksi. Ulkona kuvatessa vastaan tuli monta häiriötekijää, kuten jatkuvasti muuttuva valaistus, talon ympärillä olevat toiset rakennukset, puut, autot ja ihmiset. Kaikki nämä haittaavat huomattavasti mallinnus- ja teksturointiprosessia. Tässä opinnäytetyössä perehdytään lähinnä kahteen fotogrammetriasovellukseen; Autodesk Image Modelleriin ja Autodesk 123D Catchiin. Täysin manuaalisen mallinnuksen osalta käytetään Autodesk Maya -ohjelmaa.
Tutkimusta tehdessä huomattiin ettei täysin automaattinen 3D-mallinnus ole vielä tarpeeksi luotettavaa, jotta pelkästään sen varaan voisi jättää mallintamisen. Jos kohde ei kuitenkaan ole kovin monimutkainen voi automaattinen mallinnus tuoda selvää nopeutta mallinnus ja teksturointiprosessiin. Puoliautomaattisella tavalla saa kaikkein tarkimman tuloksen ja usein elokuvateollisuus käyttää juuri tätä menetelmää, jos laserskannaus dataa ei ole käytettävissä.
Lopputuloksena todettakoon että jos 3D-mallin ei tarvitse olla täysin totuutta vastaava on manuaalinen mallinnus vielä monesti nopein vaihtoehto saada tulosta. Ptex ei ole aina selvä korvike UV-kartoitukselle, mutta nyt jo kannattaa todella ottaa ptexin mahdollisuudet käyttöön omassa työnkulussa. Jos mahdollista niin aina kannattaa ottaa kuvat täysin automaattista mallinnusta varten ja katsoa, kuinka paljon siitä saa suoraan käyttökelpoista dataa. Sen jälkeen voidaan tehdä puuttuva osuus muilla tavoilla. Varmastikkaan lopullinen työnkulku ei tule olemaan tarkalleen yksi esitetyistä vaan joku yhdistelmä niitä.
Talon mallintaminen on otettu kohteeksi siksi, että se perinteisesti on kaikkien hankalin kohde automaattisesti mallintaa; sitä ei voi viedä studioon valokuvattavaksi tai skannattavaksi. Ulkona kuvatessa vastaan tuli monta häiriötekijää, kuten jatkuvasti muuttuva valaistus, talon ympärillä olevat toiset rakennukset, puut, autot ja ihmiset. Kaikki nämä haittaavat huomattavasti mallinnus- ja teksturointiprosessia. Tässä opinnäytetyössä perehdytään lähinnä kahteen fotogrammetriasovellukseen; Autodesk Image Modelleriin ja Autodesk 123D Catchiin. Täysin manuaalisen mallinnuksen osalta käytetään Autodesk Maya -ohjelmaa.
Tutkimusta tehdessä huomattiin ettei täysin automaattinen 3D-mallinnus ole vielä tarpeeksi luotettavaa, jotta pelkästään sen varaan voisi jättää mallintamisen. Jos kohde ei kuitenkaan ole kovin monimutkainen voi automaattinen mallinnus tuoda selvää nopeutta mallinnus ja teksturointiprosessiin. Puoliautomaattisella tavalla saa kaikkein tarkimman tuloksen ja usein elokuvateollisuus käyttää juuri tätä menetelmää, jos laserskannaus dataa ei ole käytettävissä.
Lopputuloksena todettakoon että jos 3D-mallin ei tarvitse olla täysin totuutta vastaava on manuaalinen mallinnus vielä monesti nopein vaihtoehto saada tulosta. Ptex ei ole aina selvä korvike UV-kartoitukselle, mutta nyt jo kannattaa todella ottaa ptexin mahdollisuudet käyttöön omassa työnkulussa. Jos mahdollista niin aina kannattaa ottaa kuvat täysin automaattista mallinnusta varten ja katsoa, kuinka paljon siitä saa suoraan käyttökelpoista dataa. Sen jälkeen voidaan tehdä puuttuva osuus muilla tavoilla. Varmastikkaan lopullinen työnkulku ei tule olemaan tarkalleen yksi esitetyistä vaan joku yhdistelmä niitä.