3D-skannaus on mullistanut tavan, jolla tallennamme ja luomme 3D-malleja. Perinteisesti 3D-skannaus on vaatinut kalliita ja monimutkaisia skannauslaitteita. On myös kuitenkin olemassa vaihtoehtoinen menetelmä, joka mahdollistaa 3D-mallien luomisen tavallisilla valokuvilla. Tätä tekniikkaa kutsutaan fotogrammetriaksi.

(Valokuvia maastosta lentokoneesta käsin on otettu 1930-luvulta saakka.)

Mikä on fotogrammetria?

Fotogrammetria on prosessi, jossa 2D-valokuvista luodaan 3D-malleja. Menetelmä perustuu siihen, että kun kohteesta otetaan useita valokuvia eri kulmista, kuvissa olevat yhteiset pisteet voidaan tunnistaa ja niiden avulla laskea kohteeseen etäisyydet ja muoto.

Mitä fotogrammetriaan tarvitaan?

-Kamera (älypuhelin, järjestelmäkamera tai drone)

-Käsittelyohjelma (esim. Artec Studio 19)

-Tietokone, jolla käsitellään data

Miten fotogrammetria toimii?

Kohde, josta halutaan luoda 3D-malli, kuvataan tai siitä otetaan video.

Kuvat tai video siirretään käsittelyohjelmaan.

Ohjelman algoritmit suorittavat käsittelyn ja luovat 3D-mallin automaattisesti.

Mallia voidaan tarvittaessa viimeistellä (Esim. poistaa ei halutut asiat).

Valmis 3D-malli voidaan tallentaa eri tiedostomuodoissa (esim. STL, OBJ).

Esimerkkejä fotogrammetrialla luoduista 3D-malleista:

Meidän tekemiä kokeiluja, Artec studio 19 ohjelmassa.

Objektit:

Auto (kuvattu älypuhelimella)

Alueet:

Tontti (noin 0,4 hehtaaria, kuvattu dronella).

Autotalli (kuvattu dronella). Textuurilla ja ilman.

Huomioitavaa:

On tärkeää huomata, että fotogrametria ei automaattisesti tuota mittatarkkaa dataa. Malli on yleensä skaalattava manuaalisesti tai apuna voidaan käyttää esimerkiksi Artec Scale cross ristikkoa.

(On myös olemassa menetelmiä millä saadaan erittäin tarkkaa dataa kuvista, esimerkiksi Artec Metrology Kit.)

Fotogrammetrian vertailu 3D-skannerin tuottamaan dataan:

Fotogrammetrialla luotujen 3D-mallien laatu voi olla yllättävän hyvä, mutta ne eivät yleensä yllä yhtä suureen tarkkuuteen kuin perinteisillä 3D-skannereilla luodut mallit (pois lukien Metrology Kit). Esimerkiksi auton vesipumpun 3D-malli, joka on luotu fotogrammetrialla älypuhelimen kuvista. Ei ole yhtä tarkka kuin malli, joka on luotu esimerkiksi Space Spider- tai LEO-skannerilla (Mittatarkkuus ja resoluutio).

Keltainen = Photogrametry // punainen = Leo // Harmaa = Space Spider

Esimerkkinä hintaa (oletuksena tietokone on olemassa):

Isot alueet:

–Artec studio 19 ohjelma: 1200e/12kk (alv0)

-Drone: 500e> (meidän käyttämä: DJI mini 4 pro (n.830e))

Objektit:

–Artec studio 19 ohjelma: 1200e/12kk (alv0)

-Olemassa oleva puhelin tai kamera = 0e

Miksi Artec studio 19?

-Kilpaileviin ohjelmiin verrattuna, työnkulku todella yksinkertainen.

-Nopeus mallin luonnissa ja kuvien rekisteröinnissä.

-Laadukas lopputulos.

-Helppous

Vertailu Artec studion ja toisen ohjelman välillä:

Artec studio 19                                                                                                       Fotogrammetria ohjelma

Vertailussa samalla työmäärällä saadut lopputulokset, (Kuvien rekisteröinti > mallin luonti > textuuri.) Kummassakin käytettiin samoja kuvia (180kpl).

Valkoiset kolmiot osoittavat kameran paikan, mistä kuvat otettu.

Yhteenveto:

Fotogrammetria on erinomainen vaihtoehto perinteiselle 3D-skannaukselle, erityisesti silloin, kun tarvitaan nopeaa ja helppoa tapaa luoda 3D-malleja. Menetelmä on myös kustannustehokas, sillä se ei vaadi kalliita skannauslaitteita.