Створити 3д модель по фотографії. Об'ємні моделі з фотографій. FaceGen Modeller - конструктор тривимірних голів
Фігур людей з повним збереженням особливостей, форм і навіть квітів. Це дозволило говорити про велике майбутнє цієї технології, яка реально готова прийти на зміну звичної всім фотографії.
Одним з варіантів створення об'ємного образу є 3D-моделювання людини по фотографії. Цей варіант значно легше інших.
Тут досить знання певної програми необхідної для створення віртуального образу. Немає необхідності у володінні художніми навичками, вміння малювання людини, створення портретів.
Основні етапи при 3D-моделюванні людини по фотографії
- Приступаючи до розробки 3D моделі для принтера необхідно обзавестися фотографіями конкретного суб'єкта. Причому, чим більше їх кількість буде в наявності з різних ракурсів, тим легше буде створювати найбільш точний віртуальний його образ. З цієї причини кількість вихідних фотографій буде регулюватися величиною фігурки (чим вона більша, тим більше потрібно фотографій) або якщо це буде тільки голова - тут потрібно фото з усіх її сторін для забезпечення максимальної схожості.
- Завантаження отриманих зображень референсу в відповідне ПО для можливості початку моделювання геометрії.
- Обов'язкове створення розгортки, що вимагає достатньої ретельності при відпрацюванні осіб.
- Застосування текстури, підбір і нанесення відповідного кольору шкіри, очей, волосся, створення зморшок і «ямочок», тобто всього того, що кардинально відрізняє людей один від одного, є особливостями кожної людини.
- Налаштування основних параметрів зображення і матеріалу, де необхідно відпрацювати і врахувати переломлення, відображення, прозорість і багато іншого, що зазвичай застосовується при створенні ефекту об'ємного зображення.
Тільки після всіх цих кроків можна говорити про можливість приступити до створення картинки. Однак в разі створення зображення перед відправкою його на друк за допомогою 3D-принтера деякі додаткові елементи, які важливі при створенні тривимірних зображень ігноруються.
Тут не важливі навколишні фони, текстури і тіні. Тільки портретна схожість і акцентування на особливостях фігур. Створивши зображення відповідає всім цим вимогам можна буде приступати безпосередньо до друку.
Реалістичність отриманої 3D моделі людини
Для тих, хто ще не стикався з подібними виробами можна гарантовано сказати, що ступінь ідентичності моделей і самого їх живого прототипу дуже висока. Правда досягти такої відповідності можна лише використовуючи високотехнологічне обладнання, сучасне ПО і велике число фотографій, а то й здійснюється сканування об'єкта.
Впливає на реалістичність моделі і величина готового виробу. Про якість 3D-моделювання людини можна судити за наявними анімаційним фільмам, де прототипами героїв стали справжні актори, а при перегляді таких картин часто виникає відчуття роздвоєності і навіть втрати усвідомлення того, що йде перегляд всього лише 3D-анімації.
А також за відгуками тих, хто вже має готовий тривимірний образ близької людини, створений за допомогою 3D.
Вартість 3D-моделювання людини по фотографії і друку фігурок
Ціни на моделювання і друк у різних компаній пропонують такі послуги відрізняються з різних причин. Це може бути викликано і ступенем необхідної реалістичності і рівнем використовуваного обладнання.
Проте скрізь є один загальний момент - ціна на готову фігурку зростає зі збільшенням її розмірів. Так, наприклад, фігурки в 15 см будуть коштувати від 9000 рублів, а в 30 см уже близько 20000 рублів.
Мета цієї статті - проілюструвати застосування відомих в області автоматизації проектування засобів відновлення моделей об'єктів з фотографій в стендовій моделизме
Що таке відновлення креслень або 3D моделі об'єкта з фотографій?
Відомо, що по фотографії можна обчислити деякі геометричні характеристики реальності, яка відображена на фотознімку. Більш конкретно, якщо ми маємо знімок, знятий об'єктивом з певним фокусною відстанню, і на цьому знімку відома точка перетину осі об'єктива з площиною знімка (центр знімка), то можна досить точно обчислити кутові відстані між центром знімка і будь-якою точкою на знімку або на об'єкті (виробі), знятому на цьому знімку. А якщо є кілька фотографій, на яких деякий виріб (літак, танк, корабель, будівля або їх частини) зняті з кількох різних точок, то за певними алгоритмами можна обчислити взаємне положення в тривимірному просторі різних точок вироби. Застосувавши потім до обчислених координатах точок в просторі прості геометричні перетворення обертання і масштабування і з'єднавши обчислені точки відповідним і лініями і площинами, можна в підсумку отримати 3D (тривимірну) модель вироби, а спроектувавши її на потрібні площині, отримати проекції - креслення вироби.
Наука і технологія відновлення 3D моделей і креслень виробів з фотографій називається фотограмметрії . Є численні програми, що автоматизують цю роботу, такі, як REALVIZ / AutoDesk ImageModeler,
PhotoModeler і інші
Навіщо відновлювати креслення або 3D модель вироби з фотографій?
Бувають випадки, коли є тільки фотографії. Наприклад, якийсь архітектурний пам'ятник був знятий свого часу фотографом з різних точок, а потім був з якихось причин втрачено і не залишилося ніяких його креслень і ескізів. В цьому випадку фотографії - єдине джерело знань про виріб, і отримати креслення або 3D модель можна тільки по ним.
Інший випадок з області архітектури - необхідність отримання креслень або 3D моделі існуючої будівлі, якщо для нього відсутні креслення та інші матеріали, що дозволяють обійтися без фотограмметрії, а форми і складність будівлі роблять реальний обмір всіх частин будівлі якщо не неможливим, то надзвичайно трудомістким. У цьому слачае отримання креслень або 3D моделі за фотографіями може виявитися найпростішим рішенням. Відмінність цього випадку від попереднього полягає в тому, що фотографії можна зробити спеціально для цілей фотограмметрії - а значить, більш підходящі і кращої якості.
Бувають випадки - таких багато - коли доступні креслення вироби (літака, танка або корабля) побудовані приблизно, "приблизно" по фотографіях і малюнках і не включають більш-менш достовірні цифрові та інші дані "від виробника", що дозволяють більш-менш обгрунтовано судити про розмірах, пропорціях і обведеннях об'єкта. Таких випадків безліч; публікуються в популярних виданнях "креслення" різних виробів часто настільки різняться між собою і відрізняються від самого виробу, що використовувати їх для побудови стендової моделі-копії вироби не представляється можливим або доводиться гадати, які зі знайдених креслень більш достовірні. У цих випадках наявні фотографії вироби можуть служити для отримання даних, що дозволяють судити про точність тих чи інших доступних креслень вироби, а якщо таких фотографій багато і вони гарної якості, вони можуть служити і для побудови 3D моделі і креслень вироби.
Приклад відновлення 3D моделі і креслень вироби з фотографій за допомогою REALVIZ ImageModeler
Приклад відновлення 3D моделі і креслень по фотографіях я приведу на прикладі нескладного вироби - козирка ліхтаря кабіни літака Як-9Т. Причина мого звернення до фотограмметрії в цьому випадку цілком загальна: я маю на руках кілька креслень даного літака, проекції козирка на них різняться суттєво, і жоден не може розумно вибрати як найбільш "схожий". Козирок на цих кресленнях просто більш-менш схоже намальований, будувати претендує на прийнятну точність стендову модель по ним не можна.
З іншого боку, є непоганий фотоматеріал, який можна спробувати використовувати для фотограмметрії. Це перш за все кілька кадрів козирка крупним планом з відомого фільму " Експлуатація_самолетов_Як 1, 7, 9. Інструкція_летчіку"1943 року, а також кілька більш-менш чітких фотографій з інших джерел в ракурсах, не представлених в кадрах фільму.
Вибираємо підходящі знімки і наводимо їх до приблизно одного й того ж розміру. Оскільки виріб у нас строго симетричне, деякі знімки "Дзеркалу" і додаємо дзеркальні копії до набору - таким чином, в нашому наборі виявляються знімки, зняті як би з двох симетричних точок, хоча насправді у нас їх немає.
Використовуємо стару, але працездатну версію REALVIZ ImageModeler. Вона хороша тим, що є окремою програмою (свіжі версії ImageModeler вже є частиною AutoCAD і вимагають його установки). 
Завантажуємо всі вибрані знімки в ImageModeler. Кожен знімок асоціюється з окремою камерою, що має своє власне, невідоме нам фокусна відстань і центр кадру - ми вибираємо такий спосіб завантаження, так як ми не знаємо, як насправді зроблені обрані нами знімки і як вони кадровані. Інакше кажучи, ми просто повідомляємо ImageModeler, що ми нічого не знаємо про те, як були зняті фотографії - тим самим надаючи йому право самому все це визначити (а він це вміє). 
Далі на всіх завантажених знімках розставляємо зазначені мітки - так звані калібраціонние маркери. Кожен пойменований маркер відповідає певній точці вироби - найчастіше це який-небудь кут, чітко визначається на тих знімках, на яких він видно, або перетин прямих ліній (такі перетину ми заздалегідь намалювали на знімках). На кожному знімку намагаємося поставити все маркери, місця яких видно або достовірно вгадуються на ньому. У міру розстановки маркерів ImageModeler проводить необхідні перерахунки, намагається відкалібрувати камери і повідомляє нас про те, що його розрахунки-перерахунки закінчилися успішно ( "Cameras have been successfully calibrated.") Чи ні. У разі невдачі (яка означає, що за поточним розташуванням маркерів ImageModeler не може зрозуміти, звідки і як робилися знімки) уточнюємо положення маркерів до тих пір, поки не домагаємося повідомлення про успіх калібрування. 
Положення всіх маркерів уточнюємо послідовно доти, поки списки знімків і маркерів в лівій частині вікна ImageModeler не «позеленеют". Зелений колір іконок знімків і маркерів означає, що маркери на знімках розставлені "добре" - в результаті розрахунків ImageModeler визначив, що розкид їх розрахованих положень в просторі по всіх зображень не перевищує 3 пікселів (при розмірі знімків приблизно 1200 х 800 пікселів). При бажанні можна посилити це обмеження - вказати граничне відхилення в 2 або навіть 1 піксель і продовжити уточнення положення тих маркерів, які пофарбовані жовтим або червоним, намагаючись "зазеленіть" якомога більше маркерів. Робота ця досить нудна, вимагає деякого досвіду для правильного вибору маркера, яким слід зайнятися в першу чергу. Закінчується вона в той момент коли небудь все маркери зелені, або нічого вже поліпшити не вдається.
В результаті цієї роботи ImageModeler має набір ( "хмара") точок в тривимірному просторі, кожна з яких відповідає одному з маркерів. Вивантажуємо це "хмара" в файл відповідного формату (наприклад, DWG) і імпортуємо в програму 3D моделювання. Бачимо на перший погляд безформне "хмара" точок, яке після деякого вертіння, розгляду і зіставлення з фотографіями і маркерами на них вдається "розібрати" і зрозуміти, яка точка якого маркера відповідає. Далі це "хмара" орієнтуємо так, щоб "козирок" зайняв потрібне положення в 3D просторі (площина симетрії збігається з площиною YZ, а задня площину козирка - з площиною XZ) 
І, нарешті, найістотніше після орієнтації - масштабування. ImageModeler не знає, зрозуміло, які в реальності відстані між маркерами, і встановлює їх в потрібних відносних величинах виходячи і деякої довільної базової метрики. Як збільшувати або зменшувати беремо відомі з інших джерел розміри - висоту козирка від нижніх зрізів боковин до верхівки і ширину козирка між нижніми зрізами боковин: 
І отримуємо більш-менш правдоподібну 3D модель козирка; її проекції на площині є три проекції креслення. Імпортуємо отриману 3D модель козирка в модель літака, в якій вже готові капот і верхня частина фюзеляжу; поєднавши верхівку козирка з її розрахунковим становищем, переконуємося, що козирок добре "встав" на своє місце: нижні кути палітурки (позначені червоними кружками) практично точно "лягли" на повернхость фюзеляжу: 
Що вийшло?
Розглядаючи 3D модель козирка разом з фюзеляжем і іншими частинами ліхтаря, переконуємося в "схожості" - на наявні фотографії наш козирок вельми і вельми схожий. Цей же висновок випливає з порівняння проекції збоку з фотографіями: 
Можна бачити, що в той час як наш козирок цілком схожий на фотографії Як-9Т, він істотно відрізняється від козирка відомого Як-9 І.І.Клещева, виставленого нині в музеї Задорожного (нижня частина останнього знімка). Як пояснення може бути висунуто припущення про те, що на цьому літаку козирок нештатний і запозичений, наприклад, з Як-1Б; на "нештатних" вказує також той факт, що переднє бронестекло в цьому козирку явно встановлено неправильно.
На закінчення привожу остаточні креслення "мого" козирка, "зняті" з 3D моделі: 
висновки
Відновлення, причому візуально дуже точне, 3D моделі і креслень вироби цілком вдалося, причому в даному випадку всього лише за кількома старими і вельми поганим знімкам. На користь точності говорить той факт, що ImageModeler вдалося добре відкалібрувати камери по знімках з нашими маркерами - це вважається підставою для твердження про те, що йому вдалося досить точно визначити положення маркерів в просторі, а значить, просторову модель вироби. Зрозуміло, якби фотографії були трохи краще і їх було б побільше, а тим більше якщо вдалося б ввести разом зі знімками умови їх зйомки (фокусні відстані і інші параметри), точність була б більше; і майже абсолютної точності можна було б досягти, якщо перед зйомкою відкалібрувати фотокамеру вбудованими в ImageModeler засобами калібрування і потім знімати виріб цієї ж камерою з точно відомими фокусною відстанню для кожного знімка (потрібні дані фотокамери вміють записувати в заголовки знімків). Однак для цілей стендового моделювання отримані 3D модель і креслення можуть вважатися більш ніж достатніми, а їх точність помітно краще, ніж в кресленнях з публічних джерел.
Винахідник Адам Севідж раніше вів передачу «Руйнівники легенд». Зараз він продовжує радувати фанатів створенням оригінальних пристроїв в проекті «Севідж будує», і в черговому випуску програми ентузіаст продемонстрував діючу репліку легендарної гармати з кінокартини Люка Бессона «П'ятий елемент». Читати даліЯ приймаю замовлення на виготовлення 3d моделей з фотографій, ескізів, креслень, опису і т.п. Модель буде зроблена в програмах 3DsMax і Zbrush. Ви отримаєте файли в форматі obj, stl, 3ds. Вони відмінно підійдуть для фрезерування і друку. Модель по фотографії може бути в різних варіантах, таких як просто портрет, портрет з руками, фігура повністю. Різні пози, можливе додавання різних декоративних елементів, таких як: рамка, візерунки, основа. Ціна залежить від складності передбачуваного вироби.
Зразок 3d моделі барельєфа, Ви можете завантажити безкоштовно
Модель в форматі: 3ds, obj, stl
Кількість полігонів 805 236
Якщо Ви хочете замовити такий портрет відправте свою заявку
Також Ви можете написати лист на пошту mail @ сайт
Або скористайтеся цією формою, вкажіть свій e-mail і я відповім найближчим часом
Я приймаю замовлення на виготовлення 3d моделей з фотографій, ескізів, креслень, опису і т.п. Модель буде зроблена в програмах 3DsMax і Zbrush. Ви отримаєте файли в форматі obj, stl, 3ds. Вони відмінно підійдуть для фрезерування і друку. Модель по фотографії може бути в різних варіантах, таких як просто портрет, портрет з руками, фігура повністю. Різні пози, можливе додавання різних декоративних елементів, таких як: рамка, візерунки, основа. Ціна залежить від складності передбачуваного вироби.
Зразок 3d моделі барельєфа, Ви можете завантажити безкоштовно
Модель в форматі: 3ds, obj, stl
Кількість полігонів 805 236
Якщо Ви хочете замовити такий портрет відправте свою заявку
Також Ви можете написати лист на пошту mail @ сайт
Або скористайтеся цією формою, вкажіть свій e-mail і я відповім найближчим часом