3D-Scan-Versuche nur mit Kamerabildern

Hi,
ich hatte vor einigen Jahren mal ein Programm auf dem Rechner gehabt, da konnte man einige Bilder von einem Objekt auf einem Drehteller schießen und dann daraus ein 3D-Modell berechnen lassen. Aber das war nie so richtig gut geworden, auch wenn damals das Thema 3D-Druck noch gar nicht in aller Munde war. Das muss so Ende der 90er gewesen sein.
Jedenfalls bin ich irgendwie auf die Idee gekommen, solche Programme wieder zu suchen, man bekommt solche Apps für das Handy, und auch für Windows gibt es ja so einige Programme. Aber ein Scanner mit Laserunterstützung kam für mich erst einmal nicht in Frage, vor allem suchte ich Software, die unter Linux lauffähig sein sollte.
Ich bin dann auf das Programmpaket Visual SFM gestoßen, welches etwas ähnliches berechnen kann.
So wie es Software gibt, die aus Video-Aufnahmen die Kameraführung errechnen kann (und als Abfallprodukt dabei eine Punktwolke der aufgezeichneten Objekte erzeugt wird), so macht es diese Software umgekehrt. Die Kamerapositionen sind das Abfallprodukt, die Punktwolke wird zur Objektrekonstruktion herangezogen.
Es finden sich auch einige Youtube-Videos, die die Funktionalität des Programms zeigen, so wird z.B. eine Szenerie mit dem Starwars-Millenium-Falcon damit in eine Blender-Szenerie verwandelt.
Ich habe nun etwas ähnliches gemacht, aber mit dem Hintergedanken, etwas druckbares zu erzeugen.
Also habe ich mit meinem Handy 70 Bilder von einer Engelsfigur geschossen, die habe ich auf eine Oberfläche gestellt, die ebenfalls Textur aufweist, um dem Programm Berechnungspunkte bieten zu können.

Im Programm wird zunächst eine recht schnell erzeugte Punktwolke erzeugt, die Kamerapositionen werden ermittelt.

Dann folgt der Berechnungsschritt, der den Rechner extrem fordert und je nach Bildauflösung auch mächtig viel RAM-Speicher benötigt. Ich musste die Bilder herunterskalieren, um diesen Schritt mit meinen 8GB RAM überhaupt durchführen zu können. Aber das Ergebnis ist erst einmal ein absolutes Aha-Erlebnis, man hat eine 3D-Szenerie, die man schon mit der Maus rumbewegen kann, incl. der Textur der Original-Figur. Das ganze wird in Meshlab angezeigt.

In Meshlab kann man diese Punktwolke nun in Oberflächen berechnen lassen, und das Ergebnis sieht nicht schlecht aus.

Aber in Blender importiert, da sieht man, wo die Grenzen dieses Scannens liegen. Ich habe zwar ein druckbares Modell erzeugen können, aber es ist halt ein recht pickliger Engel geworden.

Aber eine nette Wochenend-Beschäftigung war es trotzdem!

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

Hi Hartmut,

ich hatte das Visual SFM vor einiger Zeit auch mal ausprobiert und wegen der schlechten Oberflächenqualität zurückgestellt

Meine Scans mache ich meist mit DavidLaserscanner und DLP-Beamer - anfangs mit der Version 2, danach mit V3 ... zuletzt waren sie dann bei der V5 (für Hobby viel zu teuer) ... und sind jetzt von HP aufgekauft worden und damit weg vom Markt

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Viktor
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Irgendwann kommt schon wieder ein Scanner-Projekt, welches nicht in der Versenkung landet.
Die Ciclop-Scanner sind da schon eine Kategorie besser, es gibt auch ein produkt, welches auf den Raspberry Pi setzt.
Für mich wäre es halt wichtig, wenn Linux auch als Betriebssystem unterstützt würde.

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

... ja, ich setze einen Teil meiner Hoffnungen auf die AR-Brillen - um die vernünftig einzusetzen, brauchts einen Echtzeit-3D-Scan der Umgebung, damit die VR-Objekte "nahtlos" in sie eingestzt werden können.

Im Rahmen der Entwicklungen werden sich auch im Semiprof- und Hobby-Berich Leute und Uni-Gruppen damit beschäftigen - David ist ja auch aus einem Uni-Projekt hervorgegangen

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Viktor
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Ja, das kennt man ja... da gab es noch einige ähnliche Projekte, eben auch zwei Projekte, die das kamera-Tracking zur Aufǵabe hatten. Beide sind kommerziell geworden, das eine ist gekauft worden, das andere hat selbst eine kommerzielle Vertriebsform aufgebaut.
Fraglich ist nur, aus welchen Mitteln die Erstellung und Forschung finanziert wurden. Der Steuerzahler ist halt der Dumme, der doppelt zur Kasse gebeten wird.

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

Hallo Ihrs ,

die Methode der Kameraverfolgung nennt sich Motion-Tracking (ganz schlau tu )
Ein kostenloseses Opensource-Programm, das diese Methode beherrscht, ist Blender.
Soweit ich weiß, kann Blender auch aus Einzelfotos 3D-Modelle erstellen. Mit Hilfe von UV-Maps (das sind "Karten", die Höhenunterschiede aufgrund von Helligkeitsunterschieden "berechnen") ist es wohl möglich, genau das gesuchte Problem zu meistern.
Blender gibt es für verschiedene Betriebssysteme (Windows, Linux, OSx...etc.). Blender kann auch STL-Dateien lesen und exportieren, wobei man auch LowPoly-Modelle aus den Objekten erstellen kann. Allerdings benötigt es einige Einarbeitungszeit und ist von der Bedienung nicht ganz so einfach, wie die für 3D-Druck üblichen CAD/CAM-Programme. In Verbindung mit GIMP (2D-Bildbearbeitung, ebenfalls Opensource) lassen sich feine Sachen machen.
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Vllt. hilft euch dieser Hinweis ja weiter
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Oooops.....Minihawk erwähnte ja Blender ja schon

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 30.10.17 07:31.

Nun, in Blender kann man recht gut an Hand von Videomaterial die Kameraführung reproduzieren, das geht auch für Bewegung von Objekten (Motiontracking). Für das Erstere gibt es auch ein paar Tutorials von mir auf Youtube. Von einer Objektreproduktion weiß ich jetzt nichts, aber Blender als Eierlegende Wollmilchsau, wer kann da schon sicher sein?

Edit: in dieser Frage nach Photogrammetrie mit Blender ist eine Lösung aufgezeigt für ein auf einer Drehplatte montiertes Modell mit Blender.

[blender.stackexchange.com]

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 30.10.17 08:11.

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

Blender scheint mir bei der automatischen Erstellung einer vernünftigen Punktwolke nicht die beste Wahl zu sein.
Ich habe durch einen Thread auf einem Blog erfahren, dass glänzende Modelle (wie mein Engel) halt eher ungeeignet sind. Modelle mit matter Oberfläche sollten auch gute druckbare Modelle erzeugen können.
Leider kann ich den Engel nicht übermalen, meine Frau würde mich lynchen... udn pudern möchte ich ihn auch nicht.

Ich muss mir für weitere Tests ein brauchbares Modell ähnlicher Größe suchen.

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

... fürs "überpudern" habe ich weißes Kreide-Spray - das läßt sich nachher gut abwischen oder mit lauwarmem Wasser abwaschen -- man sollte vorher aber prüfen, ob die Farbe oder Oberfläche vom schnellverdunstenden Lösemittel (vermutlich Alkohol) angegriffen wird ... habe mit den meisten (auch lackierten) Teilen aber noch keine Probleme gehabt ...

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Viktor
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Quote
VDX
... fürs "überpudern" habe ich weißes Kreide-Spray - das läßt sich nachher gut abwischen oder mit lauwarmem Wasser abwaschen -- man sollte vorher aber prüfen, ob die Farbe oder Oberfläche vom schnellverdunstenden Lösemittel (vermutlich Alkohol) angegriffen wird ... habe mit den meisten (auch lackierten) Teilen aber noch keine Probleme gehabt ...

ich versuch mal, meine Frau zu überreden ...

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

... hier hatte ich das mit dem Kreidepray das erste Mal versucht, weil sich das Blau irgendwie nicht scannen ließ:
[forums.reprap.org]

Inzwischen habe ich auch schon ein paar "empfindliche" Teile (z.B. aus der Schlumpf-Sammlung meiner Frau, oder handbemalte Gießharzfiguren) eingesprüht, gescannt und wieder saubergemacht, ohne daß was zurückgeblieben wäre ...

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Viktor
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Ich habe eine Wum-Figur (der Loriot-Hund von "Der Goldene Preis" oder wie hieß das?) fotografiert und dabei schon Ergebnisse erhalten, dei Druckbar wären. Die Figur ist aber wieder recht glatt, könnte also mit Kreidespray garantiert bessere Ergebnisse bringen.

nach der Umrewchnung mit Visual-SFM habe ich bei der Bearbeitung mit Meshlab verschiedene Parameter mit der Poisson-Remesh-Methode ausprobiert. Die STandard-Einstellung bei "maximale Voxel-Tiefe" oder so liegt bei 8, und damit bekommt man ein recht glattes Obejt heraus, aber halt ohne sonderliche Strukturen. Stellt man das ganze auf 9, 10 oder höher, so werden auch Strukturen auf dem Gesicht als 3D gescannt, aber das ganze bekommt wieder diese Buckel.

Ich stell dazu morgen noch mal ein paar Bilder rein.

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***