Как создать 3d из фотографии


Все о создании 3D-моделей по фотографиям

Фотограмметрия – это процесс создания 3D-моделей по фотографии. Сегодня фотограмметрия находит широкое применение для решения прикладных задач строительства, архитектуры, промышленного моделирования, а также в искусстве.

Фотограмметрия начала развиваться практически сразу с появлением фотографии, но вначале применялась только для воссоздания ландшафтов и построения топографических карт. Моделирование по фотографии позволяет быстро и просто создавать 3D-модели, частично автоматизируя процесс за счет современного обеспечения. Таким способом трудно создавать сложные модели, но он применяется во многих направлениях.

Изготовление 3D-модели по фотографии: применение техники

3D-моделирование по фотографии применяется в тех случаях, когда нет возможности воссоздать 3D-модель по чертежам. К тому же, такая технология позволяет проводить моделирование крупных географических или промышленных объектов без проведения натурных измерений. Кроме того, этот вид моделирования полезен для проведения дистанционных замеров в условиях, где пребывание человека может быть небезопасным.

Игры и кино

Построение 3D-модели по фотографии часто применяется в игровой индустрии и мультипликации для прорисовки героев. За основу берутся реальные люди, а точнее их фотографии и с них делается модель. Такой прием позволяет реалистично передать черты лица и мимику.

При создании капитана Шепарда из MassEffect за основу была взята внешность модели Марка Вандерлоо.

Многие известные актеры подарили внешность персонажам мультфильмов (и не только людям). Люси Лью стала Гадюкой из «Кунг-фу Панда», а Рианна – девочка Тип из м/ф «Дом».

Прототипирование

3D-моделирование по фотографии применяют для создания прототипа изделия. Например, если у вас есть пластиковый корпус и вам необходимо похожее изделие, можно сфотографировать существующий. В итоге вы получите 3D-модель, которую сможете скорректировать. Это поможет оценить функциональность изделия еще до запуска массового производства.

Дизайн

Изготовление 3D-модели по фотографии иногда применяется в промышленном дизайне. Это позволяет быстро оценить масштабы работы по созданию полноценной рабочей модели. Тем не менее, такой способ не подходит для создания сложных изделий. В этом случае лучше создавать 3D-модель с нуля.

Правила создания фотографий для построения 3D-моделей

Если вы хотите получить точную модель объекта, вам нужно придерживаться нескольких правил съемки объекта.

1. Объект всегда должен находиться в фокусе. Лучше всего расположить его на подвижной платформе, а камеру статично закрепить на небольшом расстоянии (если объект маленький). Это позволит вращать объект на заданный угол, и он всегда будет в центре.

2. Если объект слишком большой и его неудобно вращать (например, машина), придется вращать камеру. Это сильно усложняет процесс съемки – в каждом ракурсе нужно строго выдерживать расстояние до объекта, что требует проведения дополнительных расчетов. В таком случае можно рассмотреть другие варианты – вызов специалиста для проведения фотографирования или замеров. Также стоит рассмотреть вариант непосредственного снятия замеров с объекта.

3. Штатив должен быть оснащен «уровнем» для строгого позиционирования камеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

При создании трехмерной модели по фото необходимо как минимум три снимка объекта: сбоку, спереди и сверху. Фото в полупрофиле поможет сделать модель более точной, но не является обязательным для неодушевленных объектов.

Рекомендации

  • объект лучше поместить на однотонном фоне;
  • калибровочный стенд (лист бумаги с маркировкой) поможет повысить точность модели;
  • полученные изображения лучше конвертировать в формат jpg;
  • все изображения должны иметь одинаковую высоту и ширину;
  • изображения надо обязательно последовательно пронумеровать.

3D-модели по фотографии: программы

Для любительского создания псевдотрехмерных моделей по фотографиям существует разнообразное программное обеспечение. Обычно эти программы просты в освоении, в них все интуитивно понятно. Однако это обеспечение далеко от профессиональных 3D-редакторов и часто используется при создании малобюджетных игр или анимации.

CrazyTalk – одна из лучших современных программ для создания лицевой анимации. Благодаря инструменту 3D Head Creation пользователи могут создать высокоточные модели, а имитация движения губ позволяет реализовать любой проект.

FaceGen Modeller  применяется для разработки персонажей для компьютерных игр. С помощью ползунков можно легко менять внешний облик лица и быстро добиться желаемого результата.

Headshop  - еще один редактор для моделирования лиц на основе портретных фото. После загрузки фото пользователю надо расставить опорные точки, после чего можно приступить к редактированию лица.

Strata Foto 3D – программа для создания 3D-моделей с созданием масок. Модели могут быть экспортированы в Photoshop, где их можно разукрасить. Специальный плагин помогает программе определить положение камеры и автоматически воссоздавать объект в трехмерном пространстве. Эта программа может быть использована для создания 3D-моделей для товаров интернет-магазинов.

360.3D  – достаточно мощная программа, которая создает трехмерную модель на основе 4-8 фотографий. Программа предусматривает три уровня работы (новичок, профессионал и разработчик), что позволяет затрачивать минимум времени на освоение интерфейса. Программа часто используется для создания виртуальных туров и демонстрации товаров. Есть возможность настроить фон, свет, анимационные эффекты и пр.

123D – бесплатное приложение, которое позволяет создавать 3D-модели по фотографиям с любой техники (смартфон, планшет, камера и т.п.). Это программа от лидера среди основных редакторов трехмерной графики Autodesk. Подходит как для новичков, так и для профессиональных пользователей.

Преимущества и недостатки метода 3D-моделирования по фотографии

3D-моделирования по фотографии имеет свои преимущества в следующих случаях:

  • когда отсутствуют чертежи изделия;
  • нет возможности провести натурные измерения объекта;
  • внутреннее устройство объекта не имеет значения;
  • для моделирования лиц при разработке компьютерных игр или мультипликации;
  • для создания виртуальных туров (ресторанов или салонов) и демонстрации товаров онлайн-магазинов;
  • 3D-модель печатается одноразово и ее не качество играет особой роли.

Во всех вышеперечисленных случаях 3D-моделирование по фото – незаменимый инструмент для быстрого и простого создания модели. К тому же, современное ПО позволяет существенно автоматизировать процесс без потери точности.

Недостатки 3D-моделирования по фото:

  • для получения точной модели необходимы снимки высокого качества при правильной постановке кадров;
  • некоторые полученные модели требуют длительного последующего редактирования;
  • требует дополнительного моделирования внутреннего устройства детали;
  • полученные 3D-модели могут существенно отличаться в относительных размерах от исходника.

Если вы хотите получить качественную 3Dмодель, но у вас нет чертежей изделия или вам нужна анимация для игры, обращайтесь в компанию KLONA. Звоните нам по телефону, и мы подробнее опишем процесс моделирования по фото.

klona.ua

Создание игровых 3D-моделей «для бедных»: путь инди

Вы когда-нибудь задумывались о том, как работает небольшая инди-студия, занимающаяся разработкой видеоигр? Создавать игры с очень маленьким бюджетом можно, но для этого необходима смекалка, много труда и ещё больше любви к своему делу. Мы — небольшая команда из Польши. Нас всего три человека, но полный рабочий день занимаются проектом всего двое. Сегодня мы расскажем о процессе создания персонажей для нашей игры «The end of the Sun». Имейте в виду, что показанные в статье скриншоты взяты из проекта, который пока находится в разработке. Этот текст посвящён только статичным элементам персонажей: мы расскажем, как сканировали персонажа и одежду, как создавались дополнительные элементы, а также о том, как мы настроили движок Unity, чтобы получить такие скриншоты: Но начнём с начала. Прежде чем приступать к работе, мы подготовили список свойств, необходимых нашим персонажам:

  1. 80% элементов нашей игры сканируется с помощью фотограмметрии. Кроме того, мы хотели придать нашим героям человеческий внешний вид, поэтому решили сканировать лица людей.
  2. Красивые волосы, совместимые с игровым движком Unity.
  3. В нашей игре можно будет встретить одного и того же персонажа в разные периоды его жизни. Что это значит? Нам нужно было создать целых четыре версии персонажей для каждого периода (ребёнок, подросток, взрослый, пожилой). Поэтому нам важно было найти способ как можно более быстрого создания пожилых версий персонажей.
  4. Чтобы подчеркнуть у персонажей славянский внешний вид, типичный для тех мест, где мы живём, также была отсканирована традиционная народная одежда.
  5. Некоторые элементы, которые не существуют в реальном мире или невозможно отсканировать, мы создавали вручную стандартным способом (3D-моделированием).
  6. Каждый элемент персонажа можно включать или отключать. Что это значит? Например, мы можем заменить юбку персонажа, снять шляпу, если она не нужна. Это даёт широкие возможности по созданию нового внешнего вида — в одной катсцене герой может быть без рубашки, во второй — полностью одетым.
  7. Наши персонажи неинтерактивны, то есть игрок не может ими управлять (по крайней мере, напрямую). Но это игра об их истории, поэтому нам очень важно иметь возможность управления всем персонажем с движением лицевых мышц (об этом подробнее будет рассказано в другом посте).
В статье мы расскажем только об одном персонаже в молодом и пожилом состоянии, потому что в нашей игре очень важен сюжет и мы не хотим портить удовольствие игрокам. Итак, составив список, можно приступать к работе над графикой.

1. Фотограмметрия лица и подготовка трёхмерного тела

Актриса в процессе фотограмметрии.
Фотогра… что?
Мы начали со сканирования лица нашей модели с помощью метода фотограмметрии. Это тема для отдельного поста, но немного подробнее о нём можно узнать на нашем youtube-канале. Обратимся к Википедии: Фотограмметрия — научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям. Другими словами: фотограмметрия — это способ восстановления 3D-глубины по нескольким фотографиям (или множеству снимков) для создания трёхмерной виртуальной модели, выглядящей как объект в реальном мире. В крупной AAA-студии с большим бюджетом для сканированимя персонажа используется множество камер. Они располагаются вокруг актёра и делают кучу снимков примерно в одинаковое время…
… Но что если у нас есть только одна камера?
Да, здесь возникает проблема, и как же мы её решили? Сканы, созданные таким образом, будут хуже, чем при работе со множеством камер, но этого достаточно для нас, чтобы создать базовую форму лица и запечённую высококачественную текстуру. Это «инди-способ» создания фотограмметрии.
Мы сделали множество попыток, поэтому вот советы по созданию снимков только одной камерой:
Актёр или актриса не должны двигаться, пока вы не закончите делать снимки лица. Они не могут даже моргать и дышать. (Съёмка обычно занимает около 10-20 секунд, но этого всё равно сложно добиться) Нам приходилось очень быстро делать снимки с разных сторон актрисы. Для этого мы использовали режим серии фотографий (burst mode). Иногда возникали проблемы с фокусировкой, но так снимки сделать быстрее всего, чтобы актриса оставалась неподвижной. Лучше посадить актёра на кресло с подлокотниками, так проще сидеть неподвижно.

Мы делали снимки только с передней части актрисы. На скриншотах можно увидеть фотографии и сзади, но в финальном скане мы их не использовали. В целом для создания скана необходимо всего 8-10 хороших фотографий спереди.

Хорошо также использовать с камерой поляризационный фильтр, потому что он уменьшает засветы на коже, что улучшает форму модели и текстуру.

Для такой схемы используйте не менее четырёх софтбоксов, чтобы улучшить текстуру и снизить объём постобработки.

Используйте как можно более высокую скорость затвора, чтобы избежать размытия в движении, а также как можно меньший размер диафрагмы (я имею в виду f.5 и выше), чтобы получать на фотографиях широкий диапазон фокусировки. Именно для этого нужны как минимум четыре очень мощных софтбокса. Разумеется, ISO должно быть как можно меньше, чтобы избежать шума.

Для анализа фотографий и создания модели мы использовали ПО Photoscan 3D. Вот как выглядит облако точек после обработки фотографий:

Облако точек и визуализация схемы расположения фотографий.

Как видите, здесь есть фотографии сверху и снизу персонажа, но сейчас я могу сказать, что мы не рекомендуем их делать. Гораздо лучше сделать примерно 8-12 хороших фотографий передней части лица (дуги от левого до правого уха). Это даёт намного более качественные результаты для текстуры и модели. Единственный недостаток в том, что шею модели нужно создавать вручную, но это небольшая проблема.

После создания облака точек мы перерабатываем его в трёхмерную высокополигональную модель:

Уже выглядит лучше, правда? Но на 3D-модели видно много шума: Он возникает по следующим причинам: — Размытие движения при очень быстром создании снимков — Микродвижения нашей актрисы (да, даже перемещение лица на 1 миллиметр приводит к подобному шуму) Большинство из вас наверняка думает, что это выглядит ужасно, и вы правы. Именно поэтому мы сделали ещё несколько шагов.

Теперь можно сделать операцию под названием «ретопология». Это техника создания 3D-модели более простой и оптимальной формы на основе высокополигональной модели.

Вот как это выглядит на практике: Ретопология персонажа.

Это делается потому, что показанная выше модель содержит более миллиона треугольников. Обычный компьютер для работы с частотой кадров 30-60 fps способен обрабатывать 5-6 миллионов. (Эта информация даётся просто для общего понимания, на самом деле, на производительность влияет множество других аспектов.) То есть в игре может отображаться всего несколько моделей с таким количеством треугольников.

Ещё один важный аспект ретопологии — это создание гладкой модели лица, готовой к лицевой анимации. Для выполнения ретопологии мы используем ПО Topogun 2.

Вот наша модель лица после ретопологии (мы отполируем её позже, после текстурирования): Затем мы запекли (в сленге 3D-графики это означает просто подготовку/создание) текстуру лица с помощью наших фотографий, Эта операция выполняется почти автоматически. Именно поэтому мы решили использовать фотограмметрию — модель лица и хорошая текстура делают наш персонаж естественным. Хм, тут ещё многое предстоит сделать — как видите, в текстуре есть небольшие ошибки. Ещё одна небольшая проблема заключается в отсутствии задней части головы и глаз.

Поэтому следующим этапом будет создание неотсканированных элементов и элементов, которые невозможно отсканировать, например ресниц, волос, глаз. Поэтому давайте узнаем, как это делается. Мы используем ещё один программный пакет под названием Cinema 4D. В этом ПО мы можем создать остальные части модели и усовершенствовать её текстуру.

Отлично, выглядит намного лучше. Прежде чем мы начнём работать над текстурой, необходимо создать тело с костями для анимирования. (Об этом в нашем блоге будет отдельный пост.) Для нашего первого персонажа мы создали всё тело вручную, но это была совершенно ненужная трата времени, особенно с учётом того, что когда мы одели его, голые части тела были видны только в редкие моменты игры.

Немного поискав, мы обнаружили отличный способ создания 3D-тел для наших отсканированных лиц. Мы используем для этой задачи бесплатное для коммерческого использования ПО Make human. С помощью этого софта можно создать целое тело, даже с лицом и скелетом. Достаточно просто передвигать ползунки, пока не получишь нужный результат, к тому же у него будет скелет, совместимый с движком Unity 3d.

Поэтому всего за несколько минут мы получили целое тело с отличной топологией и даже весами, готовое к анимированию! (Если вы не понимаете, о чём я говорю, то прочитайте второй пост об анимировании персонажей, который скоро выйдет!) Это очень полезное ПО.

Единственная проблема в том, что нам нужно уничтожить часть модели, отрезав от тела голову (звучит страшновато). Нам нужно это сделать, чтобы заменить её отсканированной моделью.

Самое важное здесь то, что благодаря ПО Make human у нас есть веса на костях, подготовленные к анимированию. Нам достаточно просто добавить кости лица, чтобы иметь возможность анимирования лицевых эмоций или для синхронизации движений губ с диалогами. Но об этом скоро будет следующий пост в нашем блоге. На создание правильной системы лицевых костей может уйти целый день (да, я знаю, на лице не кости, а мышцы, но так они называются в 3D-графике). Разумеется, для создания красивых текстур нужно ещё и много труда. Мы используем Frequency Separation Technique в Photoshop для устранения засветов и ретуши кожи. Так создаётся рабочий процесс, хорошо подходящий для устранения из текстур ненужного освещения (даже когда это отсканированная модель камня, а не человеческого лица). Вам тоже стоит попробовать этот процесс. (В интернете есть множество информации о Frequency Separation.)

Финальная Albedo-текстура выглядит так: (простите, но до выпуска игры мы не хотим выкладывать текстуру большого разрешения)

Albedo-текстура

А вот как выглядит модель с уже наложенной albedo-текстурой.

Теперь мы добавляем зубы, язык и глаза: Вот как выглядит готовая модель из соединённых вместе отсканированного лица и тела с готовой текстурой (цензура наложена, чтобы можно было делиться картинкой в соцсетях). Готовый внешний вид 3D-тела и лица.

2. Создание волос головы и ресниц реального времени.

Я написал эту главу, потому что создание волос, работающих и хорошо выглядящих в видеоигре — это довольно широкая тема. Наверно, одни из самых красивых волос вы могли видеть в AAA-играх. Мы — инди, поэтому не можем тратить столько же времени на один аспект наших персонажей, как большие компании.

Поэтому мы создали волосы из полигонов с наложенной на них текстурой с прозрачностью.

Как это работает? Сначала мы моделируем полигоны в форме волос, а затем располагаем их на голове персонажа и перемещаем/распределяем с помощью инструментов 3D-моделирования. (В нашем случае Cinema 4D.) Также можно сделать это в генераторе сплайнов — создать сплайн с динамическим мешем вдоль него, тогда манипулирование волосами упростится.

Итак, все причёски создавались из таких частей:

Волосы без материала выглядят так: Вот причёска с наложенной готовой текстурой: А вот как выглядит причёска со скриншотов, которая показана в начале поста.

Как видите, мы можем менять причёски, поэтому нет никаких проблем, например, в добавлении пожилому персонажу причёски молодого.

Разумеется, при создании волос мы используем Photoshop и BodyPaint 3d для отрисовки полос на волосах и элементов разных форм. Вы можете использовать любое другое ПО, но было бы здорово, если бы в нём присутствовал режим просмотра альфа-прозрачности в реальном времени. Тогда вы точно будете видеть, что делаете (а не только серые полосы на голове персонажа).

Текстура волос выглядит следующим образом:

Albedo-текстура волос с прозрачностью Чтобы придать волосам естественность поведения, мы пробовали использовать на меше волос компонент ткани Unity 3d, чтобы добавить небольшой эффект ветра или гравитации, но подробнее об этом в другом посте.

3. Создание пожилых версий персонажей

«Girl you’ll be a women soon» Как я говорил выше. в нашей игре можно встретить персонажей в разные стадии их жизни. Это добавляет интереса для игроков, а также заставляет нас выполнять дополнительную интересную работу. Я покажу, как мы сделали красивую девушку намного старше. Мы просмотрели множество видео, картинок и интернет-страниц о том, как стареет человеческое тело.

Дело не только в морщинах, свою форму меняет всё лицо человека. Подробнее об этом можно прочитать например здесь.

В статье я расскажу о технической стороне вопроса. Итак, сначала мы завершили 3D-модель молодого персонажа со всеми костями. Это очень важно, потому что на подготовку скелета и добавление весов уходит очень много времени. После этого мы просто скопировали её и начали работать с копией модели. Благодаря такому рабочему процессу нам не нужно заново заниматься оснасткой (риггингом) пожилой версии персонажа, потому что в ней используется та же система скелета. Это гораздо важнее в движке. Подобная система ускоряет загрузку и выгрузку ресурсов, потому что мы загружаем/выгружаем только нужное нам. Итак, сначала мы изменяем базовый меш и опускаем некоторые части лица к земле, как это делает при старении мать-гравитация. Нос, щёки, брови, уши. Но мы не слишком увлекаемся, потому что модель имеет те же лицевые кости, что и модель молодого персонажа. (То есть при слишком сильном изменении базового меша могут возникнуть проблемы.) Только деформация меша Затем мы наносим скульптингом крупные морщины и детали в каком-нибудь ПО для скульптинга. Например, вы можете воспользоваться бесплатным Scupltris. Затем мы запекаем их в текстуру, называющуюся картой нормалей. Почему? Потому что она даёт нам показанный ниже результат без добавления лишних треугольников в модель. (Чтобы ваш PC смог справиться с её обработкой.) Также мы создаём карту нормалей некоторых деталей на основании текстуры кожи, а затем смешиваем их вместе. Меш плюс карта нормалей

Наконец, мы добавляем морщины на albedo-текстуру (текстуру с базовым цветом). Мы сделали снимки нескольких пожилых людей, а затем добавили к модели морщины с помощью смешения в Photoshop.

Меш плюс карта нормалей крупных деталей и albedo-текстурой старой кожи Итак, в результате в коже нашей модели пожилого персонажа используется карта нормалей деталей и albedo-текстура. Мы также подготавливаем текстуру подповерхностного рассеяния (subsurface scattering, эффект просвечивания света сквозь кожу) и specular-карту, но в том, что вы видите на экране, используются только albedo и карта нормалей (смешанные в одну карта нормалей крупных деталей + карта нормалей деталей).

Здесь мы можем видеть следующие части:

1. Albedo-карту. 2. Карту нормалей крупных деталей, основанную на вылепленных деталях модели. 3. Карту нормалей крупных деталей, смешанную с деталями кожи, созданными из albedo-текстуры. Пожилой персонаж выглядит гораздо лучше в движке Unity 3D, где мы используем подходящие шейдеры: А вот соединённые в Photoshop две версии персонажа (размещённые в движке в одном месте)

4. Сканирование для персонажей настоящей одежды.

Итак, мы добрались почти до конца, но чтобы добиться финального внешнего вида персонажа, предстоит ещё многое сделать.

Мы отсканировали множество разной одежды. Техника сканирования похожа на сканирование лица или других объектов, но теперь это можно делать медленно, обычно одежда не движется (ветер или пробегающие мимо кошки бывают очень надоедливыми, особенно когда даже небольшое перемещение может испортить часы работы).

Мы не смогли подобрать советов или готовых решений по правильному сканированию одежды, потому вот наши советы о том, что нужно и чего нельзя делать:
— Самое важное — закрепить конструкцию, чтобы одежда была неподвижной; ещё лучше расположить одежду в устойчивой T-позе. Что это значит? Это поза с широко расставленными руками, стандартная позиция для персонажей игр, к которым применяется анимация. Также в такой позе лучше всего сканировать одежду. Для этого мы купили манекен. Нам не удалось сразу найти манекен в T-позе, поэтому съёмка под руками была очень сложной, а ещё больше работы требовалось на совмещение 3D-моделей отсканированной одежды с руками, опущенными вдоль тел персонажей. Изначально система выглядела так: Наш первый манекен с опущенными вниз руками … поэтому мы модифицировали его, чтобы он поднял руки. Мы сделали новые руки из ПВХ-трубы. Вот как теперь выглядит наш «трубонекен» в T-позе: У этого манекена руки сделаны из ПВХ и он поставлен в T-позу Мы можем снимать эту трубу, чтобы упростить одевание манекена. Ну ладно, это отлично, но зачем на нашем пластмассовом друге эти чёрные точки? Это потому, что поверхность очень блестящая, а скрипты сопоставления точек в фотограмметрии очень не любят блестящих вещей, но обожают точки и характерные особенности, поэтому мы нанесли маркером так много точек. Это позволило нам лучше сопоставлять позиции фотографий в ПО, чтобы получать более качественные сканы одежды. Вот как выглядит на нём одежда, в данном случае меховая (в T-позе): — Второй по важности аспект при создании одежды с помощью фотограмметрии — не забывать делать снимки под руками и снизу одежды. Вот сколько фотографий нам пришлось сделать, чтобы создать достаточно хороший скан этой одежды: Здесь можно увидеть облако точек сканирования: — Некоторые виды одежды очень сложно сканировать, например, с длинным мехом или из очень блестящих материалов, поэтому иногда проще их не сканировать, а создавать вручную. Например для улучшения внешнего вида этого меха мы создали дополнительные элементы меха с альфа-каналом прозрачности. Это аналогично тому, что мы делали с волосами персонажей. Красная часть — это элементы меха, созданные вручную с альфа-каналом Вот как это выглядит без текстуры — Некоторые типы объектов сканировать проще, например, эта матовая юбка выглядит очень хорошо, потому что сделана из матового материала. Также здесь мы использовали HDR-снимки, чтобы получить больше информации в тенях и засветах, но hdr-фотограмметрия занимает кучу времени. Почему? Потому что каждый снимок нужно делать со штатива, иначе фотографии будут размытыми. Теперь представьте уровень раздражения, когда спустя час работы одна из наших кошек просто прыгнула на этот мех. Нам пришлось всё начинать с начала. Выглядит хорошо, правда? В целом чем больше времени ты тратишь на скан, тем лучше результат получаешь, и меньше занимаешься постобработкой. — Ещё одни элементы, которые лучше делать вручную, а не сканировать — это пояса. Мы создавали их вручную. Мы сделали так, чтобы текстуры зацикливались, чтобы даже при небольшом разрешении текстур качество в игре было высоким. — Венок тоже делался аналогично волосам, с использованием прозрачности. Он ещё не готов, но его видно на скриншотах: Ну, на этом пока всё об одежде.

5. Соединение всего в игровом движке.

Ранее я говорил, что мы используем движок Unity 3D. Расскажу о том, какие шейдеры и настройки мы использовали, для того чтобы модель выглядела как на скриншотах. Для всех элементов персонажей мы сейчас используем бесплатный Alloy Shader. Мы выбрали его, потому что в нём есть всё необходимое нам, особенно опция растворения для каждой вариации шейдера и многие другие опции в сегментах. Вы можете использовать любой другой шейдер, но мы пользуемся Alloy (кроме того, он бесплатен). Различное положение света даёт интересные эффекты — Кожа: для этой части персонажей мы используем шейдер кожи с эффектом подповерхностного рассеяния и передачей света. Что такое эффект подповерхностного рассеяния? Это симуляция фактора прохождения освещения сквозь кожу. Посмотрите на сделанные нами снимки: Вот как выглядит подповерхностное рассеяние на руке в реальном мире Как видите, освещение (если оно достаточно сильное) проходит сквозь кожу. Это придаёт очень естественный внешний вид, особенно при слабом освещении. Можно увидеть, как этот эффект ведёт себя в The End of the Sun на примере этого gif и показанных выше скриншотов. (Учтите, что пока у модели даже нет specular-текстуры и Subsurface-карты, поэтому на финальном этапе она будет выглядеть немного лучше.) — Глаза: как известно, глаза — зеркало души. И это правда — очень сложно придать персонажу естественный вид, не сделав его глаза идеальными. Глаз — это не просто сфера. Он плоский там, где находится радужная оболочка, а зрачок даже ещё ниже. Именно поэтому мы используем шейдер Parallax. Это поверхность, создающая иллюзию того, что глубже есть что-то ещё, и она даёт очень хорошие результаты! Глаза с дополнительной прозрачной сферой большего размера для эффекта дальнего отражения Глаза без этой сферы. Более того, теперь мы можем управлять расширением зрачков, и в катсценах это создаёт очень естественный вид (немного пугает, когда зрачок максимально расширен, но для фэнтезийных целей этот эффект всё равно полезен). — И последнее: поскольку мы используем один скелет для всех версий одежды и тел, то можем без всяких проблем превратить молодого персонажа в пожилого или поменять его одежду. Это создаёт отличные возможности по созданию кинематографических сцен, а также замечательно оптимизирует игру. Вот так мы можем смешивать элементы созданного таким образом персонажа. — Для одежды мы используем двухсторонний шейдер, чтобы можно было видеть её с обеих сторон. — Для волос мы используем специальный двусторонний шейдер с гладкими прозрачными краями.

6. Окончательные результаты

Под катом представлена полная галерея того, как выглядит финальная версия персонажа в движке Unity 3D: (но он по-прежнему находится в разработке) Галерея Теги:
  • 3d-сканирование
  • фотограмметрия
  • unity
  • дизайн персонажей

habr.com

3D-модель по фотографии: от А до Я

Создание 3D-модели объекта по фотографиям относится к дисциплине фотограмметрии. Существует два больших направления в фотограмметрии:

  • фототопография, которая помогает составлять карты и планы местности;

  • прикладная фотограмметрия, которая нужна в строительстве, архитектуре и криминалистике.

Для производства также используют 3D-моделирование по фотографии. С помощью набора фото можно произвести точную 3D-модель и создать копию объекта.

Изначально фотограмметрия использовалась только для воссоздания ландшафтов и построения карт. Сегодня она работает лучше, так как мощные цифровые камеры позволяют получить качественное изображение объекта, что упрощает процесс 3D-моделирования.

3D-объект из фотографий — статуэтка по фото

3D-моделирование по фотографии: техники

Основная причина использования этого метода — отсутствие чертежей или самого объекта рядом с 3D-моделлером. Эта технология полезна тем, что позволяет моделировать большие объекты, не снимая замеры. Также она подходит для территорий или объектов, находиться на которых человеку небезопасно.

3D-моделирование по фотографии также используют археологи, чтобы презентовать результаты раскопок.

Читайте также: Промдизайн: 7 новых продуктов, которые упрощают жизнь

3D-модель фигурки по фото

Сделать 3D-модель по фотографии: применение в кино и играх

Сфера развлечений — еще одна область, где применяется построение 3D-модели по фотографии. В случае с кинофильмами моделирование нужно для спецэффектов и комбинирования кадров. Для игр и мультфильмов нужны люди-прототипы. На основе их фотографий рисуют персонажей, это добавляет им реалистичности и гармонизирует персонажа. Так, прототипом джина из «Алладина» стал Робин Уильямс, а характерная внешность злой королевы из белоснежки — заслуга Джоан Кроуфорд, звезды первой величины эпохи Золотого Голливуда.

В прошлом, чтобы придумать мультипликационному или игровому герою характеристики живого человека, нужен был художник. Сегодня в этом помогут специальные программы, о них расскажем ниже. А если вам нужен полностью новый персонаж, обратитесь в KLONA: у нас есть подразделение аниматоров.

Изготовление 3D-модели по фотографии: пример Disney

Разработка 3D-модели по фото: услуги прототипирования

В случае, если у заказчика есть фотографии готового изделия, копия или вариация которого нужна, 3D-модель можно изготовить по ним. Важно, что если деталь сложная, то нужно много фото с разных ракурсов. Конечно же, если есть возможность предоставить 3D-моделлеру само изделие, а не фото, лучше так и сделать.

3D-модель по фотографии: промдизайн

Создание 3D-модели по фотографии поможет быстро сориентироваться и оценить сроки разработки реальной модели. Для прикидки перед основным моделированием это хороший вариант. Однако это не подходит для сложных изделий с большим количеством неровностей, углов или для дизайнерских предметов. В подобных случаях проще будет создать 3D-модель с нуля.

Построение 3D-модели по фотографии: правила

Для получения качественной и точной 3D-модели нужно придерживаться определенных правил.

  1. Делайте фотографию в фокусе. Удобнее всего выполнить это условие, если  объект расположить на вращающейся платформе. Камеру нужно поставить недалеко и расположить ее на штативе. Так объект всегда будет в центре, и можно будет поймать все нужные углы. Важно, что способ подходит только для небольших объектов.

  2. Большой объект может не получится вращать. Если платформу для автомобиля найти еще реально, то вращать жилое здание не получится, если вы не Халк, конечно же. Поэтому придется вращаться вокруг объекта, держа всегда одинаковую дистанцию, с какой бы стороны ни велась съемка. Если все это вызывает затруднения, то можно вызвать фотографа компании KLONA, и он сделает снимки вместо вас. Также, если фотографировать совсем не получается, можно снять замеры с изделия.

  3. Фотокамеру нужно позиционировать в вертикальной и горизонтальной плоскости, поэтому штатив должен быть с уровнем.

Обязательными являются как минимум 3 фотографии предмета: нужен вид сбоку, спереди и сверху. Необязательным, но желательным, является фото в полупрофиль.

Читайте также: 7 заблуждений заказчика о промдизайне

Построение 3D-модели по фото: дополнительные рекомендации

  • Результат будет лучше, если поместить объект на однотонном фоне.

  • Фон с маркировкой — калиброванный стенд, он поможет получить более точную 3D-модель.

  • Изображения нужно конвертировать или сохранить в формате .JPG.

  • Высота и ширина всех изображений не должны отличаться.

  • Важно пронумеровать все изображения, разместив их последовательно.

Создание 3D-модели по фотографии: обзор программного обеспечения

В этом разделе мы расскажем о программах, которые помогут превратить набор фотографий в 3D-модель, однако важно помнить, что они любительские и используются для малобюджетных проектов. И если вам нужна качественная 3D-модель, с помощью которой нужно изготовить партию изделий, обратитесь в студию КЛОНА. С нами вы быстрее получите требуемый результат.

CrazyTalk — программа для создания лицевой анимации. В нее встроена технология 3D Head Creation, что повышает точность полученных моделей. Также она позволяет имитировать движение губ, что увеличивает реалистичность.

3D-моделирование и лицевая анимация по фотографии

FaceGen — программа для моделирования лиц в игровой анимации. Среди полезных функций — ползунок, который позволяет видоизменять полученное изображение. Вы имели дело с таким, если хоть раз создавали персонажа в игре Sims.

Headshop — программа для моделирования лиц по портретным фотографиям. Кроме загрузки фото потребуется отметить на них опорные точки, и лишь потом приступить к моделированию.

Strata Foto 3D — программа, которая превращает фотографии в 3D-модели. Её главным преимуществом является возможность импортировать и экспортировать изображения в Photoshop. В отличие от предыдущих примеров, Starta в основном используется для интернет-магазинов и приложений.

3D-объект из фотографий: Starta

360.3D — более функциональная программа, для которой потребуется от 4 до 8 фотографий изделия. В программном обеспечении предусмотрено 3 уровня работы в зависимости от навыков моделлера. Она подходит для профессиональных разработчиков и для начинающих специалистов, нужно только выбрать свой уровень подготовки. 360.3D лучше всего подходит для создания виртуальных туров. Среди функций — возможность настроить фон, выставить свет и добавить анимационные эффекты.

123В — наиболее простая в применении программа,так как для работы с ней подойдут фото не только с профессиональной камеры, а и изображения, полученные с помощью телевизионной камеры или планшета. Она популярна среди новичков и тех, кто пользуется трехмерным редактором Autodesk, так как 123В выпустили ее создатели.

3D-моделирование по фотографии: главные моменты

  1. Для того чтобы 3D-модель получилась, потребуются снимки высокого качества и правильно выставленный кадр. Если это не вариант, подумайте о других опциях.

  2. В любом случае потребуется редактирование полученной 3D-модели, а для сложных моделей этот процесс может затянуться.

  3. Если внутри модели есть детали или что-то, что нужно отразить, то придется моделировать вручную.

  4. 3D-модели, полученные после фотомоделирования, могут значительно отличаться габаритами от исходного предмета.

3D-моделирование по фотографии: преимущества

  1. Позволяет создать 3D-модель габаритного объекта.

  2. Дает возможность моделировать существующие объекты, не сталкиваясь с ними вживую.

  3. Позволяет не проводить замеры предмета.

  4. Сделать 3D-модель по фотографии можно, не имея чертежей.

  5. Разрешает не обращать внимания на внутреннее устройство объекта.

  6. Подходит для 3D-моделирования лиц и используется при разработке малобюджетных игр и анимации.

  7. Также используется для создания виртуальных туров по салонам, гостиницам и торговым центрам, демонстрации товаров в онлайн-магазинах.

  8. Является хорошим способом, если нужно один раз напечатать 3D-модель объекта и важен сам факт ее наличия, а не качество.

3D-модель по фотографии — быстрый и относительно простой способ создания модели, так как программное обеспечение позволяет частично автоматизировать процесс. Если ваши требования совпадают с одним из пунктов списка, стоит заказать 3D-моделирование по фотографии в KLONA. Расскажите нам о своей задаче, и менеджеры вам помогут.

Контактная информация:

+7 (499) 112 08 50

+7 (910) 479 24 20

[email protected]

klona.ru

Программа для 3D моделирования по фото!

Далеко не каждый владелец 3д принтера умеет создавать 3д модели самостоятельно.

Зачастую люди довольствуются лишь скачанными из интернета готовыми моделями, благо ресурсов, которые предлагают бесплатные 3д файлы, предостаточно. Например сообщество Thingiverse.

Также вы можете обзавестись 3д сканером, чтобы сканировать все и вся вокруг, создавая мини копии друзей, автомобилей, домашних животных, в общем чего угодно.

Тем не менее, можно сказать, что без навыков моделирования вы не можете в полной мере использовать свой принтер. Можно конечно осваивать CAD программы, тем более, что с каждым днем они становятся все дружелюбнее к пользователю. В любом случае дело это не быстрое, да и в конце концов не каждому это дано.

Многие признаются, что хотели бы получить в свое распоряжение программу, которая сделает 3D модель по фотографии. И это вполне реально!

Инструмент под названием Smoothie-3D, дает возможность уровне превращать обычные изображения в настоящие 3D модели и при этом программа совершенно бесплатна.

Главная концепция программы это дать возможность на интуитивно понятном уровне создавать 3д модели, чтобы это смог сделать любой человек, не имея специальных знаний.

Пользователь просто загружает картинку, обрисовывает контуры и бац - картинка стала моделью, пригодной для 3д печати.

Программное обеспечение доступно на сайте www.smoothie-3d.com

Ниже вы можете просмотреть видео процесса.

3dprint54.ru

3D-модели из фотографий. ReCap 360.

Wather Загрузка

02.01.2017

63515

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

25

Доброго времени суток, друзья! Хочу рассказать вам об одном интересном, но почему-то не слишком популярном, способе создания трехмерных моделей. Речь пойдет о программе Autodesk ReCap 360, которая является бюджетной альтернативой дорогостоящим сканерам. Она позволяет создавать текстурированные модели из фотографий. Нужно только пройтись несколько кругов с фотоаппаратом вокруг объекта, сделать несколько десятков снимков и загрузить их на сервер Autodesk через программу. К слову, у них есть версия как для браузеров, так и для установки на компьютер. Каких-то жестких требований к качеству снимков нет. Фотография должна быть четкой, а сканируемый объект всегда должен быть в фокусе, модель не должна быть прозрачной или отдавать бликов - вот и все требования. Снимки можно делать и с телефона, никаких проблем в этом нет, свои первые модели я делал на Samsung Galaxy Y Duos 2012 года. Разница между телефонной камерой и нормальным фотоаппаратом только в детальности прорисовки каких-либо мелких деталей вроде складок на одежде или деталей лица человека.

Вот одна из моделей, сделанная из снимков телефонной камеры:

Тут было сделано 64 снимка, сетка получилась на 563 тыс. треугольников.

А вот такие модели я делаю с довольно простеньким цифровым фотоаппаратом Samsung L73:

Тут я сделал 46 снимков. На скриншоте с редактора уже упрощенная модель из 150 тыс. треугольников. Изначально было 1,7 млн. Чем выше разрешение снимка, тем плотнее сетка.

Но есть, конечно, и косячные случаи. Какие-то плоские предметы или скажем, ствол пушки, получаются не всегда. Но такие штуки легко нарисовать самому.

Но с опытом таких косяков становится меньше.После того, как вы загрузили фотографии, они обрабатываются на сервере autodesk, иногда там бывает очередь минут на 10-20. По времени ожидания подготовки самой модели всегда выходит по разному, это зависит от количества снимков и их разрешения. У меня модели из, грубо говоря, 50 снимков получаются минут за 30-40, бывали модели, где по 120 снимков - там дело затягивается на несколько часов. Тут ничего контролировать не надо, наше дело загрузить фотки, а дальше можно вообще выключить комп и идти гулять. Когда модель будет готова всегда приходит уведомление на электронную почту. Для работы нужно иметь свою учетную запись.Вообще, у Autodesk есть 3 программы с подобным функционалом: ReCap 360, о которой эта статья, 123D Catch для смартфонов и ReMake, в котором еще есть простенький редактор. Не хочу подробно описывать условия приобретения этого ПО. 123D вроде бесплатный, но там, наверное, стоит ограничение до 20 снимков для одной модели. Сам не пробовал, потому точно не скажу. У ReMake есть двухнедельный пробный период и возможность грузить до 50 снимков. ReCap бесплатный, количество снимков неограниченно, но все это модели низкого качества, а за высокое качество нужно платить какими-то кредитами, есть 1 месяц бесплатного пользования без ограничений. Так же у Autodesk некоторые продукты распространяются совершенно бесплатно для студентов и преподавателей, сроком пользования на 3 года. Я уже пару десятков моделей получил, ни рубля не потратив. Есть и другие разработчики аналогичного ПО, вроде у всех есть пробный период. Но там, снимки проходиться обрабатывать вручную, что довольно муторно. Пробовал PhotoScan, на счет качества ничего не скажу, у меня модель кривой получилась и больше я эту прогу не открывал. Есть еще Starta, ее я даже не пробовал, уж слишком много в ней всего, а я не очень то дружу с иностранными языками.

Надеюсь, было интересно.

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

25

Комментарии к статье

03.09.2019

1853

2

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться Или возможный вариант нестандартного подключения концевика портала рабочего стола. Фото из интернета. 

Друзья-к...

15.09.2019

6

0

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

Здравствуйте, есть такая проблема... принтер печатет с пропусками в слоях. печатаю подставку, контур идет хорошо как начинается внутреннее заполнение...

Pangani Загрузка

23.01.2018

7009

41

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

Всем доброго времени суток, представляю Вашему вниманию небольшой обзор, а точнее мой отзыв и личное мнение по принтеру ZAV-LIGHT который я недавно со...

3dtoday.ru

Как строить 3D-модели

Люди давным-давно научились изображать разнообразные предметы, которые встречаются в повседневной жизни. Чтобы в точности передавать все геометрические параметры объектов, были разработаны правила составления чертежей, на которых объемные фигуры получают свое отображение в многочисленных проекциях.

В течение многих лет объем изображали художники, однако полотно, на котором писались картины, всегда оставалось двумерным, и на объект можно было смотреть только с одного ракурса. С развитием технологий появилось значительно больше возможностей в области моделирования.

При помощи компьютерных программ можно строить 3D-модели, которые более наглядно представляют объекты и даже окружающее пространство:

О построении таких моделей и пойдет речь в данной статье.

Понятие 3D, так прочно обосновавшееся в нашей жизни, является сокращением от английского 3-dimensional (в трех измерениях). Как известно еще со школьных уроков геометрии, чтобы квадрат стал кубом, к обычной длине и ширине необходимо добавить высоту, которая и выступает в качестве третьего измерения.

За 3D-модель можно смело принимать любую скульптуру, а этот жанр искусства появился несколько тысячелетий назад. Архитекторы очень часто прибегают к построению макетов, чтобы более точно представлять конструкцию здания.

В современном мире, где технологии с каждым днем упрощают человеческую жизнь, 3D-моделированием занимаются компьютеры. Строить объемные изображения можно буквально на «пустом месте», руководствуясь приблизительными данными о визуализации объекта (к примеру, спроектировать персонажа видеоигры, у которого нет прототипа в реальном мире). Данный прием называется компьютерным моделированием.

Существует еще такой вариант, как создать 3D-модель, основываясь на многочисленных фотографиях объекта с различных ракурсов.

3D-моделирование применяется во многих областях человеческой жизни. Перечислим некоторые из них:

  • Архитектура. Никто не отрицает преимуществ макетов, однако, если заказчик вдруг пожелает увеличить размер комнаты или добавить пару-тройку этажей, архитектору придется заново конструировать картонную модель. А используя компьютерные программы, можно управиться за несколько кликов;
  • Игры и кино. Анимация в наше время по своему качеству начинает превосходить реальный мир (смотрите на фильм «Аватар»). Любого человека можно сделать персонажем компьютерной игры, перенеся все особенности реальной внешности в виртуальный мир;
  • Военная тактика. 3Д-моделирование местности помогает стратегам лучше спланировать маневры, соотнести риски и принять наиболее правильное решение;
  • Дизайн. Здесь можно представлять все, что угодно: от модных платьев и украшений до интерьеров помещений. Так как творец по своей природе – очень беспокойная и переменчивая натура, то перед непосредственным созданием дизайнер должен быть на 100% уверен, что точно представляет готовое изделие. А 3D-моделирование выступает лучшим помощником в этом деле.

Для того чтобы создать 3D-объект, необходимо воспользоваться компьютерной программой, которая предоставит необходимый инструментарий и шаблоны для проектировщика. Рассмотрим некоторые программы, которые позволяют осуществить компьютерное моделирование.

  • Blender. Бесплатный 3D-редактор, вклад в совершенствование которого может сделать любой разбирающийся программист:

К преимуществам данного программного продукта можно отнести кроссплатформенность и низкие требования к аппаратному обеспечению (железу). Обладает достаточно широкими (для бесплатного редактора) возможностями, включая моделирование движущихся объектов.

  • 3ds Max. Данный редактор имеет обширный функционал, ориентированный, прежде всего, на проектирование архитектурных сооружений и интерьеров помещений:

Имеет внушительное количество различных дополнений (в том числе и для визуализации природных катаклизмов). Для новичка, к сожалению, редактор достаточно сложен в освоении.

  • CINEMA 4D. Программа, главным образом, ориентирована на создание 3D-моделей в играх и фильмах, при этом на удивление легко осваивается новичками. Последняя версия приложения вышла в 4 вариантах, каждый из которых «заточен» под определенный вид трехмерной разработки (анимация, дизайн и т. д.):

Цена этого редактора, по сравнению с конкурентами, также приятно удивляет.

  • Maya. Мощнейший инструмент в руках профессионала, который позволяет моделировать практически любой объект:

Многие известные киностудии используют данный редактор при создании анимации.

Если вам требуется создать объемную копию объекта из реального мира, не следует конструировать всё с нуля, ведь можно воспользоваться фотографиями, на которых четко запечатлены основные детали. В серьезных проектах профессионалы для такой работы используют множество фотографий с различных ракурсов, а затем с помощью сложных программ комбинируют полученные данные в одно изображение.

Но как быть, если вы не обладаете необходимым опытом и знаниями, но хотите получить, например, трехмерную модель головы человека?

Создание 3D-моделей из фотографий возможно и без специальных знаний с помощью простых в освоении программ. Ниже приведены некоторые подходящие редакторы:

  • FaceGen Modeller. Данная программа активно применяется при разработке лиц персонажей для малобюджетных компьютерных игр. После того, как пользователь выберет подходящие параметры головы и лица, можно «наложить» фотографию человека:

При этом, для хорошего результата работы понадобится 3 изображения: 2 в профиль и 1 анфас.

  • FaceShop. Редактор используется для создания трехмерных лиц на основе фотографии. После загрузки качественного изображения, пользователю необходимо расставить опорные точки (кончик носа, уголки рта, зрачки):

После того, как программа сгенерирует 3D-лицо, есть возможность дальнейшего редактирования и наложения фильтров.

  • Strata Foto 3D. Программа автоматически создает трехмерные объекты на основе нескольких фотографий:

Все, что нужно от пользователя перед тем, как сделать 3D-модель – сфотографировать объект с нужных ракурсов и загрузить снимки в редактор.

  • Project Photofly. Данное решение отличается тем, что перевод фотографий в трехмерные изображения производится не на компьютере пользователя, а на удаленном сервере, что позволяет решать проблему низких возможностей аппаратного обеспечения клиентов:

Таким образом, 3D-моделирование позволяет с помощью компьютерных программ как создавать реалистичные копии объектов реального мира, так и осуществлять проектирование абсолютно новых предметов, ландшафтов и персонажей.

Существуют 3D-редакторы различной сложности и с отличающимся набором возможностей, поэтому как новички, так и профессионалы смогут подобрать для себя подходящую программу.

www.internet-technologies.ru


Смотрите также