Agisoft Metashape: создание 3D-моделей из фотографий, пошаговая инструкция

Для кого эта статья:

• Профессионалы в сферах архитектуры и археологии
• Студенты и специалисты в области фотограмметрии и 3D-моделирования

• Люди, заинтересованные в освоении новых технологий и программного обеспечения для визуализации

  Погрузитесь в мир трёхмерной реконструкции с Agisoft Metashape — программой, превращающей обычные фотографии в детализированные 3D-модели. Этот мощный инструмент фотограмметрии стал незаменимым для профессионалов в сферах архитектуры, археологии, картографии и визуализации. Независимо от вашего опыта, подробное руководство с пошаговыми инструкциями поможет освоить все тонкости процесса — от первичной настройки проекта до финального экспорта высококачественных 3D-объектов. Готовы превратить серию снимков в реалистичную цифровую модель? 🔍

Хотите профессионально создавать и обрабатывать не только 3D-модели, но и любые графические материалы? Профессия графический дизайнер от Skypro — это путь к востребованной карьере. Вы освоите весь спектр навыков: от работы с векторной и растровой графикой до 3D-моделирования. Учебная программа включает практические занятия с современными инструментами, в том числе с программами фотограмметрии, подобными Agisoft Metashape. Инвестируйте в свое будущее уже сегодня! 🎨

Что такое Agisoft Metashape: обзор возможностей программы

Agisoft Metashape (ранее известный как PhotoScan) — профессиональное программное обеспечение для фотограмметрической обработки цифровых изображений. Программа использует алгоритмы компьютерного зрения для анализа фотографий объекта, сделанных с разных ракурсов, и создаёт на их основе высокоточные 3D-модели. 📸

Основные возможности Agisoft Metashape включают:

• Автоматическая калибровка камеры и выравнивание фотографий
• Построение плотного облака точек, полигональных моделей и текстур
• Создание цифровых моделей рельефа (DEM) и ортофотопланов
• Географическая привязка моделей и экспорт в различные форматы
• Измерение расстояний, площадей и объёмов на моделях
• Классификация точек в облаках для выделения различных элементов

Программа представлена в двух версиях — Standard и Professional, различающихся функциональностью:

Metashape применяется в различных сферах, включая:

• Архитектура и сохранение культурного наследия
• Создание цифровых двойников для инженерных проектов
• Геологические и археологические исследования
• Точное земледелие и мониторинг растительности
• Создание контента для VR/AR, игр и визуальных эффектов
• Судебная экспертиза и документирование мест происшествий

Алексей Петров, руководитель отдела 3D-реконструкции Мой первый опыт с Metashape начался с проекта реставрации исторического фасада. Заказчику требовалось детально задокументировать состояние здания XIX века перед началом работ. Вместо традиционного обмера, который занял бы недели, я сделал 350 фотографий с разных ракурсов за один день. Загрузив их в Metashape, я был поражён, как быстро программа распознала общую структуру. После нескольких часов обработки я получил модель с погрешностью менее 5 мм! Реставраторы смогли изучить каждую трещину и повреждение в виртуальном режиме. Этот проект изменил всё моё представление о документировании архитектурных объектов — я больше никогда не вернулся к традиционным методам.

Настройка проекта и импорт фотографий в Metashape

Успешная работа в Agisoft Metashape начинается с правильной настройки проекта и качественного импорта фотографий. Следуя пошаговым инструкциям, вы сможете создать прочную основу для дальнейшей обработки. 🖼️

Шаг 1: Создание нового проекта

1. Запустите Agisoft Metashape
2. Выберите File > New (или нажмите Ctrl+N)
3. Сохраните проект (File > Save) с расширением .psx
4. Установите настройки проекта через Tools > Preferences

Шаг 2: Импорт фотографий

1. Нажмите кнопку Add Photos на панели инструментов Workspace
2. Выберите папку с фотографиями или отдельные снимки
3. Для импорта изображений с разных камер создайте отдельные группы камер (Camera Groups)
4. Проверьте качество загруженных снимков во вкладке Photos

Шаг 3: Оценка качества фотографий

После импорта важно проверить пригодность снимков для обработки:

1. Выделите все фотографии (Ctrl+A) и выберите Photos > Estimate Image Quality
2. После анализа щелкните правой кнопкой мыши в области снимков и выберите View Estimated Image Quality
3. Рассмотрите возможность отключения фотографий с качеством ниже 0.5 (правый клик > Disable)

Качество исходных фотографий напрямую влияет на результат реконструкции. Вот рекомендации по съёмке:

Шаг 4: Настройка системы координат (опционально)

Для проектов, требующих географической привязки:

1. Выберите Workflow > Reference Settings
2. Установите нужную систему координат в разделе Reference System
3. Для уже геотегированных фотографий используйте функцию Import > Import Reference для загрузки координат

Шаг 5: Настройка маркеров и масштабных линеек (опционально)

Для повышения точности реконструкции:

1. Разместите физические маркеры на объекте перед фотосъемкой
2. Добавьте маркеры в проект через Tools > Markers > Add Marker
3. Отметьте положение маркеров на фотографиях вручную
4. Для задания масштаба используйте Tools > Markers > Create Scale Bar

Выравнивание фотографий и создание плотного облака точек

После импорта фотографий следующим ключевым этапом является их выравнивание и создание плотного облака точек — основы для будущей 3D-модели. На этом этапе Metashape определяет положение каждой камеры и строит предварительную геометрию объекта. ⚙️

Мария Волкова, специалист по фотограмметрии Однажды я работала над проектом по созданию модели скульптуры для музея — нам требовалась максимальная детализация для последующей 3D-печати. При первом выравнивании в Metashape программа отклонила 40% фотографий. Проблема была в отражающих поверхностях скульптуры, из-за которых алгоритм не мог найти общие точки. Вместо повторной съемки я применила настройки в разделе Key Point Limit, увеличив его до 60,000, и изменила Tie Point Limit до 10,000. Затем понизила порог качества до 0.6 в Advanced settings. Перезапустив процесс выравнивания с опцией Reset Current Alignment, я получила превосходный результат — программа нашла общие точки даже на сложных участках. Этот случай научил меня гибкости в настройках параметров и важности экспериментального подхода.

Выравнивание фотографий

1. Выделите все включенные фотографии в рабочей области
2. Выберите Workflow > Align Photos
3. Настройте параметры выравнивания:
   • Accuracy (точность): определяет точность определения положения камеры
   • Generic preselection: улучшает соответствие между изображениями
   • Reference preselection: использует данные GPS для предварительного выравнивания
   • Key point limit: максимальное число ключевых точек на изображении
   • Tie point limit: максимальное число связующих точек между парами снимков
4. Нажмите OK и дождитесь завершения процесса

После завершения выравнивания вы увидите разреженное облако точек и положение камер в 3D виде. Это первая визуализация вашей будущей модели.

Рекомендуемые параметры выравнивания для различных задач:

Оптимизация камер (опционально)

После выравнивания полезно оптимизировать параметры камеры для повышения точности:

1. Удалите явно ошибочные точки из разреженного облака с помощью инструмента Rectangle Selection
2. Выберите Tools > Optimize Cameras
3. Отметьте параметры для оптимизации (обычно f, cx, cy, k1, k2, k3, p1, p2)
4. Нажмите OK

Построение плотного облака точек

После успешного выравнивания следующий шаг — создание плотного облака точек:

1. Выберите Workflow > Build Dense Cloud
2. Настройте параметры:
   • Quality: определяет плотность результирующего облака (чем выше, тем дольше обработка)
   • Depth filtering: фильтрует выбросы и шумы (Aggressive для гладких поверхностей, Mild для сохранения мелких деталей)
   • Calculate point colors: сохраняет цветовую информацию
3. Нажмите OK и дождитесь завершения процесса (может занять от нескольких минут до нескольких часов)

Построенное плотное облако точек является детальной трехмерной представлением объекта и служит основой для создания полигональной модели.

Редактирование плотного облака (опционально)

Перед переходом к следующему этапу рекомендуется очистить облако точек от шумов и ошибок:

• Используйте инструменты выделения (Rectangle, Circle, Free-Form) для выбора нежелательных точек
• Удалите выбранные точки клавишей Delete или через контекстное меню
• Для крупных проектов применяйте классификацию точек (Tools > Dense Cloud > Classify Ground Points)
• Используйте фильтр Confidence для автоматического удаления неточных точек

Качественно подготовленное плотное облако точек обеспечит высокое качество финальной 3D-модели, поэтому стоит уделить внимание его очистке и оптимизации. 🧹

Построение полигональной модели и текстурирование

Создание полигональной модели и её текстурирование — финальные шаги преобразования фотографий в полноценную 3D-модель. На этом этапе плотное облако точек превращается в цельную поверхность с реалистичной текстурой. 🎨

Построение полигональной модели

1. Выберите Workflow > Build Mesh
2. В появившемся диалоговом окне настройте следующие параметры:
   • Source data: выберите "Dense Cloud" для детализированной модели
   • Surface type:
   • "Arbitrary" — для замкнутых объектов (статуи, здания и т.д.)
   • "Height Field" — для поверхностей рельефа (ландшафты, территории)
   • Face count: определяет плотность полигональной сетки (High — до 10 млн полигонов, Medium — до 1 млн)
   • Interpolation:
   • "Enabled" — заполняет небольшие пробелы
   • "Disabled" — строит модель только в местах с точками
   • "Extrapolated" — пытается достроить модель даже в областях с недостаточной информацией
   • Calculate vertex colors: сохраняет приблизительную информацию о цвете
3. Нажмите OK и дождитесь завершения процесса

Оптимизация и редактирование полигональной модели (опционально)

Полученная полигональная модель может требовать дополнительной обработки:

• Инструмент Model > Mesh > Decimate позволяет уменьшить количество полигонов при сохранении геометрии
• Tools > Mesh > Close Holes закрывает небольшие отверстия в модели
• Tools > Mesh > Smooth сглаживает неровности поверхности
• Используйте инструменты выделения (Rectangle, Circle, Free-Form) для удаления ненужных фрагментов модели

Создание текстурной карты

Для придания модели реалистичного вида необходимо создать текстуру:

1. Выберите Workflow > Build Texture
2. Настройте параметры:
   • Mapping mode:
   • "Generic" — универсальный режим для большинства объектов
   • "Adaptive orthophoto" — для сложных форм с перекрывающимися элементами
   • "Orthophoto" — для плоских поверхностей и рельефов
   • "Spherical" — для сферических объектов
   • Blending mode:
   • "Mosaic" — создаёт бесшовные переходы между фото (рекомендуется)
   • "Average" — усредняет значения цветов из разных фото
   • "Max/Min intensity" — выбирает самые яркие/тёмные пиксели
   • Texture size/count: определяет размер и количество текстурных карт (2K-8K в зависимости от сложности объекта)
   • Enable hole filling: заполняет пробелы в текстуре
   • Enable ghosting filter: устраняет размытия и артефакты
3. Нажмите OK и дождитесь завершения процесса

Рекомендуемые настройки для различных объектов:

Улучшение текстуры (опционально)

Для повышения качества текстуры можно применить дополнительные техники:

• Маскирование нежелательных объектов на исходных фотографиях (Tools > Import > Import Masks)
• Ручная корректировка параметров выравнивания для проблемных фотографий
• Экспорт текстуры для редактирования в графических редакторах и последующий импорт (File > Import > Import Texture)
• Использование режима Texture Transfer для переноса деталей с высокополигональной модели на низкополигональную

При качественной съёмке и правильно настроенных параметрах, текстурированная 3D-модель будет обладать высокой степенью фотореализма, точно передавая цвета и материалы оригинального объекта. 🖌️

Экспорт готовой 3D-модели и дополнительные функции

После создания полноценной 3D-модели с текстурами, финальным этапом является экспорт результата в нужном формате и дополнительная обработка, если того требует проект. Правильно экспортированная модель может быть использована в самых разных областях — от 3D-печати до интеграции в программы визуализации или игровые движки. 🚀

Экспорт 3D-модели

1. Выберите File > Export > Export Model
2. В диалоговом окне выберите формат и настройте параметры:
   • OBJ — универсальный формат, поддерживающий текстуры (рекомендуется для большинства случаев)
   • 3DS — для совместимости с некоторыми CAD-программами
   • FBX — для анимации и использования в Unity, Unreal Engine и других 3D-редакторах
   • PLY — для сохранения информации о цвете вершин
   • STL — для 3D-печати (без текстур)
   • COLLADA (DAE) — для web-приложений и AR/VR
   • glTF — современный формат для web и мобильных приложений
3. Настройте параметры экспорта:
   • Export texture — включает текстуры в экспорт (для форматов, поддерживающих текстуры)
   • Embed textures — встраивает текстуры в файл модели (для FBX, glTF)
   • Export normals, colors, UV — включает дополнительные атрибуты
   • Transform model — позволяет масштабировать и выравнивать модель
4. Выберите путь сохранения и нажмите Save

Рекомендации по экспорту для различных целей:

• Для 3D-визуализации: OBJ или FBX с текстурами
• Для 3D-печати: STL или OBJ (упрощенный, с закрытыми отверстиями)
• Для web и AR/VR: glTF с оптимизированными текстурами
• Для научных целей: PLY с сохранением плотного облака точек
• Для BIM и CAD: OBJ или 3DS с геопривязкой

Создание и экспорт дополнительных продуктов

Agisoft Metashape позволяет создавать различные дополнительные материалы на основе 3D-модели:

1. Ортофотоплан: Workflow > Build Orthomosaic
   • Необходим для картографии, ГИС-проектов, планирования
   • Экспорт через File > Export > Export Orthomosaic
   • Поддерживаемые форматы: GeoTIFF, JPEG, PNG, KMZ
2. Цифровая модель рельефа (DEM): Workflow > Build DEM
   • Для анализа рельефа, гидрологии, расчетов объемов
   • Экспорт через File > Export > Export DEM
   • Поддерживаемые форматы: GeoTIFF, ARC/INFO ASCII Grid, XYZ
3. Контурные линии: Tools > DEM > Generate Contours
   • Создание горизонталей для топографических карт
   • Экспорт через File > Export > Export Contours
   • Формат: SHP, DXF
4. Разрезы и сечения: Tools > Mesh > Generate Sections
   • Для анализа внутренней структуры объектов
   • Экспорт через File > Export > Export Sections
5. Панорамный вид: File > Export > Export Panorama
   • Для виртуальных туров и интерактивных презентаций

Пакетная обработка и автоматизация

Для обработки больших проектов или серии сходных задач Metashape предлагает функции автоматизации:

• Пакетная обработка (Workflow > Batch Process) позволяет выстроить очередь операций
• Сохранение шаблонов обработки для повторного использования
• Python API для написания скриптов автоматизации (в версии Professional)
• Command line interface для встраивания в производственные процессы

Советы по оптимизации финального результата

• Перед экспортом проверьте масштаб модели и её ориентацию в пространстве
• Для крупных проектов рассмотрите возможность разделения модели на тайлы
• Используйте инструмент decimation для создания моделей разного разрешения для различных задач
• Перед 3D-печатью проверьте водонепроницаемость модели (Tools > Mesh > Check Mesh)
• Для web-публикации оптимизируйте размер текстур и полигональной сетки

Освоив Agisoft Metashape, вы получаете в руки мощный инструмент для трансформации реального мира в цифровое пространство. От простого фотографирования до создания детализированных трехмерных моделей — этот путь требует внимания к деталям, понимания технологии и творческого подхода. Что бы вы ни создавали — архитектурные реконструкции, виртуальные музейные экспонаты или цифровые ландшафты — ключом к успеху будет качество каждого этапа процесса. Экспериментируйте с настройками, совершенствуйте технику съёмки и делитесь своими достижениями с сообществом фотограмметристов.

Читайте также

• Топ-7 программ для фотограмметрии: сравнение возможностей и цен
• Сравнение версий Agisoft Metashape: как выбрать подходящую для задач
• Фотограмметрия онлайн: трансформация реальности в 3D-модели
• 10 лучших онлайн-сервисов фотограмметрии: сравнение функций и цен
• Оборудование для фотограмметрии: как создать детальные 3D-модели
• ТОП-5 программ фотограмметрии: выбор софта для 3D-моделирования
• 3DF Zephyr: создание 3D-моделей из фото для профессионалов
• Ограничения фотограмметрии в 3D-моделировании: точные методы
• Оборудование для фотограмметрии: от простого к профессиональному
• Фотограмметрия: как превратить снимки в точные 3D-модели и измерения