Как создать качественные фото для 3D моделирования: мастер-класс

Для кого эта статья:

• Фотографы и специалисты по 3D моделированию
• Студенты и профессионалы в области графического дизайна

• Любители и энтузиасты, интересующиеся фотограмметрией и созданием 3D моделей

  Создание 3D моделей из фотографий — это настоящая алхимия цифрового века, превращающая плоские изображения в объемные виртуальные объекты. Однако без правильно подготовленных снимков даже самая мощная программа выдаст лишь искаженную копию реальности. Качество итоговой 3D модели на 80% зависит от исходного фотоматериала. Готовы узнать, как избежать типичных ошибок и создать безупречную основу для вашей следующей 3D модели? Следуйте нашей пошаговой инструкции, и вскоре вы увидите впечатляющие результаты своего труда. 📸✨

Хотите освоить не только основы фотограмметрии, но и все аспекты графического дизайна? Программа Профессия графический дизайнер от Skypro включает модули по 3D-моделированию и подготовке изображений для различных целей. Вы научитесь не просто делать качественные снимки, но и создавать из них профессиональные 3D-модели под руководством опытных практиков. Инвестируйте в навыки, которые расширят ваш творческий и профессиональный диапазон!

Основы фотографии для 3D моделирования

Фотограмметрия — это техника создания 3D моделей на основе множества 2D изображений. Чтобы получить качественную модель, необходимо понимать, как программное обеспечение "видит" ваши фотографии и какие параметры критически важны для успешной реконструкции.

Перед тем как приступить к съемке, запомните эти фундаментальные принципы:

• Перекрытие кадров — соседние снимки должны перекрываться на 60-80%, чтобы алгоритм мог определить общие точки
• Резкость изображений — размытые фото приводят к потере деталей и ошибкам в 3D модели
• Достаточная глубина резкости — весь объект должен быть в фокусе
• Избегание бликов и отражений — они создают "ложную геометрию" в модели
• Однородное освещение — без резких теней, которые алгоритм может воспринять как элементы объекта

Ключевой момент в подготовке фотографий для 3D моделирования — это понимание, что программа работает с текстурой и особенностями поверхности. Объекты с монотонной, блестящей или прозрачной поверхностью представляют наибольшую сложность.

Артем Волков, специалист по фотограмметрии

Однажды ко мне обратился клиент, который неделю безуспешно пытался создать 3D модель антикварной вазы. Его проблема была в том, что ваза имела глянцевую поверхность с множеством отражений. Мы решили задачу, применив легкий налет детской присыпки — она сделала поверхность матовой, не скрывая текстуры. После съемки присыпку легко удалили мягкой кистью. Результат превзошел ожидания — модель получилась с точностью до миллиметра! Этот случай наглядно показывает, что иногда простые решения могут преодолеть самые сложные технические препятствия в фотограмметрии.

Необходимое оборудование и настройка камеры

Правильный выбор и настройка оборудования — критически важный этап в подготовке фотографий для 3D моделирования. Хотя технология фотограмметрии не требует профессионального оборудования уровня киностудии, определенные минимальные требования все же существуют. 🎯

Оптимальный набор оборудования включает:

• Камера с ручными настройками (DSLR или беззеркальная предпочтительнее)
• Объектив с фиксированным фокусным расстоянием (для уменьшения искажений)
• Устойчивый штатив (для съемки в помещении или при слабом освещении)
• Поворотная платформа (для съемки мелких объектов)
• Источники рассеянного света (софтбоксы, LED-панели)
• Серая карта или калибровочная таблица (для настройки баланса белого)
• Маркеры или масштабные линейки (для определения размера модели)

Настройки камеры имеют решающее значение для получения качественного исходного материала. Вот рекомендуемые параметры:

• Формат — съемка в RAW для максимального сохранения деталей
• ISO — минимально возможное (обычно 100-200) для уменьшения шумов
• Диафрагма — f/8-f/11 для оптимальной глубины резкости
• Выдержка — подбирается в зависимости от освещения (со штатива можно использовать длинные выдержки)
• Фокус — ручной, неизменный на протяжении всей серии снимков
• Баланс белого — предустановленный вручную, постоянный для всей серии

Важно помнить, что консистентность настроек между всеми снимками одной серии критически важна. Любые изменения экспозиции, фокуса или баланса белого могут привести к проблемам при построении 3D модели.

Если вы используете зум-объектив, зафиксируйте его на одном фокусном расстоянии (желательно избегать крайних значений для минимизации искажений) и используйте изоляционную ленту, чтобы предотвратить случайное изменение зума во время съемки.

Техника съёмки объектов для фотограмметрии

Правильная техника съемки для фотограмметрии требует методичного подхода и внимания к деталям. Принципиально важно понимать, что для успешной реконструкции 3D модели программа должна "видеть" каждую точку объекта как минимум на трех различных фотографиях. 📊

Максим Соколов, преподаватель курса по фотограмметрии

На одном из моих первых проектов я пытался создать 3D модель старинного рельефа в музее. Сделал около 50 фотографий, казалось бы, со всех ракурсов, но когда загрузил их в программу, обнаружил огромную дыру в верхней части модели. Оказалось, я пропустил несколько критически важных ракурсов, снимая слишком однообразно, на одной высоте. Пришлось вернуться в музей и доснять материал, изменив схему съемки. Я стал использовать трехуровневый подход: снимки на уровне объекта, снимки снизу и снимки сверху. После этого модель получилась идеальной! Этот опыт научил меня тому, что систематический подход к фотосъемке для 3D моделирования гораздо важнее количества фотографий.

В зависимости от типа объекта применяются различные схемы съемки:

• Для отдельных предметов — круговая съемка с разных высот (обычно три круга: на уровне, сверху и снизу объекта)
• Для помещений — съемка с перекрытием из каждого угла с поворотом на 360°
• Для ландшафтов — воздушная съемка по сетке с перекрытием не менее 70%
• Для фасадов зданий — съемка параллельными рядами с перекрытием 60-70%

Оптимальное количество фотографий зависит от сложности объекта и требуемой детализации:

• Для простых объектов — 30-50 снимков
• Для объектов средней сложности — 50-100 снимков
• Для сложных объектов с множеством деталей — 100-300 снимков
• Для полных помещений или ландшафтов — от 300 снимков

Важные тактические приемы при съемке:

• Перемещаться вокруг объекта небольшими шагами (15-20 градусов)
• Делать дополнительные снимки сложных или важных участков
• Избегать перемещения объекта относительно фона (если это не контролируемая студийная съемка)
• Снимать с разных высот для лучшего охвата всех поверхностей
• Обращать особое внимание на углубления и выступающие части
• Избегать движущихся объектов в кадре (люди, транспорт, колышущаяся растительность)

Для небольших объектов эффективна техника съемки на поворотной платформе. При этом поворачивается сам объект, а камера остается неподвижной. Этот метод позволяет контролировать освещение и упрощает процесс съемки, но требует однородного фона (желательно черного или белого) для облегчения последующей обработки.

При съемке больших объектов (зданий, памятников) рекомендуется начинать с общих планов по периметру, а затем переходить к более детальным снимкам. Такой подход помогает программе сначала определить основную геометрию объекта, а затем добавить детали.

Управление освещением при создании фото для 3D

Освещение — это критический аспект при создании фотографий для 3D моделирования. Парадоксально, но в отличие от художественной фотографии, где игра света и тени создает выразительность, для фотограмметрии идеально ровное, однородное освещение без теней. 💡

Почему освещение так важно? Программы фотограмметрии воспринимают тени как часть текстуры поверхности. Если тень перемещается между снимками, алгоритм будет пытаться интерпретировать эти изменения как особенности геометрии объекта, что приведет к искажениям в итоговой 3D модели.

Основные принципы освещения для фотограмметрии:

• Равномерное освещение всех сторон объекта
• Минимизация контрастных теней и бликов
• Постоянство освещения на протяжении всей съемки
• Достаточная яркость для съемки с низким ISO (уменьшение шумов)
• Нейтральный цвет света для точной передачи цветов объекта

Оптимальные сценарии освещения в разных условиях:

• Студийная съемка: Кольцевой свет или несколько рассеянных источников света (софтбоксы) по периметру
• Натурная съемка малых объектов: Съемка в пасмурный день под открытым небом (естественный рассеянный свет)
• Съемка архитектуры: Раннее утро или поздний вечер (мягкий свет, минимум контрастных теней)
• Съемка в помещениях: Комбинация имеющегося освещения с добавлением заполняющего света

При студийной съемке небольших объектов отличным решением может стать световой куб (лайтбокс). Это простая конструкция из полупрозрачного материала, который рассеивает свет и создает идеальные условия для фотограмметрии. Дополнительное преимущество — однородный фон, который упрощает последующую обработку.

Для съемки больших объектов на открытом воздухе выбирайте пасмурные дни или снимайте в "золотые часы" — время после восхода или перед закатом. Избегайте съемки в полдень, когда солнце создает резкие тени и высокую контрастность.

При съемке в помещениях с неконтролируемым освещением используйте дополнительные источники света для заполнения теней. LED-панели с регулируемой яркостью и цветовой температурой станут хорошим вариантом.

Для объектов с блестящей или отражающей поверхностью особенно важно контролировать направление света, чтобы минимизировать блики. В некоторых случаях может потребоваться временно изменить свойства поверхности с помощью специальных матирующих спреев или порошков.

Помните, что вспышка почти всегда противопоказана для фотограмметрии — она создает неравномерное освещение и может давать разные тени на разных снимках. Если без дополнительного освещения не обойтись, лучше использовать постоянный свет.

Обработка и подготовка снимков к импорту в программу

После съемки, но перед загрузкой фотографий в программу фотограмметрии, требуется тщательная обработка изображений. Этот этап часто недооценивают, однако он может радикально повлиять на качество итоговой 3D модели. 🖥️

Последовательность действий при обработке снимков:

1. Отбор фотографий — удаление размытых, недоэкспонированных или переэкспонированных снимков
2. Первичная обработка RAW-файлов — коррекция экспозиции, баланса белого, контраста
3. Удаление фона (для объектов, снятых на поворотной платформе)
4. Выравнивание яркости и контраста между всеми снимками серии
5. Шумоподавление (если необходимо)
6. Экспорт в формат, поддерживаемый программой фотограмметрии (обычно JPEG или TIFF)
7. Организация файлов в логическую структуру для удобства импорта

Важно понимать, что различные программы фотограмметрии имеют разные требования к входным изображениям. Следующая таблица поможет вам выбрать оптимальный формат экспорта в зависимости от используемого ПО:

При обработке снимков для фотограмметрии есть несколько ключевых моментов, которые следует учитывать:

• Избегайте применения фильтров, которые меняют геометрию изображения (например, коррекция дисторсии объектива)
• Не используйте инструменты размытия, они удаляют детали, необходимые для реконструкции
• Сохраняйте метаданные (EXIF) — они могут содержать информацию о фокусном расстоянии и других параметрах, полезных для алгоритма
• Следите за размером файлов — слишком большие изображения увеличат время обработки, не обязательно улучшая результат
• Для серий с большим количеством снимков рассмотрите возможность пакетной обработки с использованием экшенов в Photoshop или пресетов в Lightroom

Для объектов, снятых на однородном фоне, удаление этого фона может существенно улучшить результат реконструкции. Это особенно актуально для снимков, сделанных на поворотной платформе. Маскирование фона помогает программе сосредоточиться исключительно на объекте и избежать ложных совпадений.

Если вы работаете с большим количеством снимков, рекомендуется организовать их в логическую структуру. Например, для объекта, снятого с трех уровней, можно создать отдельные папки: "нижнийуровень", "среднийуровень", "верхний_уровень". Это не только облегчит импорт, но и позволит при необходимости поэтапно добавлять изображения в проект.

Наконец, перед финальным импортом рекомендуется проверить все изображения на наличие артефактов, которые могут негативно повлиять на процесс реконструкции: случайные объекты в кадре, пальцы фотографа, тени от фотоаппарата и т.д. Удаление таких элементов на этапе обработки сэкономит много времени и нервов в дальнейшем.

Подготовка качественных фотографий для 3D моделирования — это искусство равновесия между техническими параметрами и творческим подходом. Следуя приведенным рекомендациям, вы значительно повысите качество своих 3D моделей и сократите время на их создание. Помните, что каждый объект уникален и может потребовать индивидуального подхода. Не бойтесь экспериментировать, анализировать результаты и совершенствовать свою технику. В мире фотограмметрии практика действительно ведет к совершенству, а терпение и внимание к деталям становятся вашими главными союзниками.

Читайте также

• 10 лучших программ для 3D моделирования по фотографиям: обзор
• 5 ключевых ограничений 3D моделирования по фото: как их преодолеть
• 10 онлайн-сервисов для создания 3D-моделей из фото в браузере
• Фотограмметрия: как создавать точные 3D-модели из обычных фото
• Фотореалистичное текстурирование 3D-моделей: техники создания
• 5 бесплатных программ для создания 3D моделей из фотографий
• Создание 3D моделей по фото: от снимка к объемной реальности
• 3D моделирование сложных объектов: фотограмметрия на практике
• Как 3D модели из фото спасают жизни в медицине и науке
• Как создать 3D модель по фото: пошаговое руководство для новичков