Как создать 3D модель по фото: пошаговое руководство для новичков

Для кого эта статья:

• Новички в 3D-моделировании и фотограмметрии
• Люди, интересующиеся графическим дизайном и созданием 3D-моделей

• Профессионалы из областей архитектуры, археологии, игровой индустрии и кинематографа

  Представьте, что вы можете буквально оживить любой объект, превратив обычную фотографию в трехмерную модель. Звучит как магия? На самом деле, это вполне доступный навык! 🪄 Создание 3D моделей из фотографий — увлекательный процесс, который сегодня доступен даже новичкам. Если вы всегда мечтали перенести реальные объекты в цифровой мир, но не знали, с чего начать, эта пошаговая инструкция станет вашим проводником в мир фотограмметрии и 3D моделирования.

Начинаете путь в мире 3D-моделирования? Стоит сразу развивать комплексные навыки дизайна! На курсе Профессия графический дизайнер от Skypro вы не только освоите основы работы с графикой, но и получите фундамент для перехода к более сложному 3D-моделированию. Комплексный подход к обучению поможет вам быстрее интегрировать новые навыки создания 3D-моделей в свой творческий арсенал и увеличит вашу ценность на рынке.

Основы создания 3D модели по фотографии: что нужно знать

Прежде чем погрузиться в практическую часть, давайте разберемся с фундаментальными понятиями. Создание 3D модели по фотографии основано на технологии фотограмметрии — процессе получения точных измерений и трехмерной структуры объекта на основе нескольких снимков. 📸

Для успешного создания качественной 3D модели из фотографии необходимо понимать несколько ключевых аспектов:

• Принципы фотограмметрии — как компьютерные алгоритмы анализируют общие точки на множестве фотографий для восстановления трехмерной структуры
• Требования к исходному материалу — какие фотографии подходят для создания моделей и как их правильно снимать
• Этапы процесса — от формирования облака точек до готовой текстурированной модели
• Ограничения технологии — какие объекты сложнее всего воспроизвести и почему

Понимание этих основ поможет вам избежать типичных ошибок новичков и сразу получить приемлемый результат. Главное преимущество фотограмметрии — возможность создать фотореалистичную модель без навыков ручного моделирования. Именно поэтому данный метод так популярен в архитектуре, археологии, игровой индустрии и кинематографе.

Михаил Воронцов, 3D-моделлер и преподаватель Помню свой первый опыт с фотограмметрией. Я потратил целый день, фотографируя старинный самовар для проекта музейной реконструкции. Сделал более 100 снимков, выстроил идеальное освещение и был уверен в успехе. Загрузив фотографии в программу, я получил... странное бесформенное облако точек! Оказалось, что блестящая поверхность самовара полностью сбила алгоритм. Пришлось обработать самовар матирующим спреем и переснять. Результат превзошел ожидания! Этот опыт научил меня важности понимания ограничений технологии и правильной подготовки объектов. Теперь я всегда рассказываю своим студентам, что иногда подготовка объекта важнее, чем количество сделанных снимков.

Выбор программного обеспечения для фотограмметрии

Правильный выбор программного обеспечения — фундамент успешного проекта по созданию 3D модели из фотографии. Современный рынок предлагает решения для пользователей с разным уровнем подготовки и бюджетом. 🖥️

Ключевые критерии при выборе ПО для фотограмметрии:

• Уровень автоматизации — насколько программа самостоятельно справляется с основными этапами обработки
• Системные требования — некоторые решения требуют мощного оборудования
• Стоимость — от бесплатных до профессиональных лицензий за тысячи долларов
• Поддержка форматов — возможность экспорта для дальнейшей работы в других программах
• Удобство интерфейса — особенно важно для новичков

Для новичков я рекомендую начать с Meshroom или 3DF Zephyr Free. Эти программы бесплатны, имеют достаточно интуитивный интерфейс и при этом предлагают все необходимые функции для создания базовых 3D моделей из фотографий. Когда вы освоитесь с основами процесса, можно будет рассмотреть переход на более профессиональные решения.

Важно понимать, что каждое ПО имеет свои особенности в обработке данных. Например, RealityCapture славится высокой скоростью работы, Agisoft Metashape — точностью геометрии, а 3DF Zephyr — дружелюбным интерфейсом. При серьезном подходе стоит попробовать несколько программ на одном и том же наборе фотографий, чтобы выбрать наиболее подходящую для вашего стиля работы.

Подготовка и съемка фотографий для 3D моделирования

Качество исходных фотографий — ключевой фактор успеха в создании 3D модели. Даже самое продвинутое программное обеспечение не сможет компенсировать плохой исходный материал. 📷

Вот основные правила подготовки и съемки объектов для фотограмметрии:

• Освещение — равномерное, рассеянное, без резких теней и бликов
• Перекрытие снимков — каждая точка объекта должна быть видна минимум на 3 фотографиях (рекомендуется 60-80% перекрытия между соседними кадрами)
• Фокусное расстояние — неизменное на протяжении всей съемки
• Экспозиция — постоянная, ручной режим предпочтительнее автоматического
• Резкость — максимально возможная, используйте штатив или высокую выдержку
• Окружение — контрастное относительно объекта, но без узоров и повторяющихся элементов

Для небольших объектов оптимально организовать поворотный стол и фиксированную камеру. Для крупных объектов придется двигаться вокруг, делая снимки с разных ракурсов. Важно охватить объект со всех сторон, включая верхние и нижние ракурсы.

Анна Ревина, фотограф-предметник Мне поступил заказ на создание 3D модели старинной шкатулки для интернет-магазина антиквариата. Казалось бы, что может быть проще? Установил объект, обошел вокруг с камерой — готово. Но первая же попытка закончилась провалом: программа не смогла правильно соединить фотографии. После анализа проблемы я поняла, что мои снимки не имели достаточного перекрытия, а деревянная поверхность шкатулки оказалась слишком однородной для алгоритма. Решение оказалось простым: я положила шкатулку на газету с текстом (для создания узнаваемых ориентиров) и начала делать снимки с шагом всего 10-15 градусов. В итоге получилось около 120 фотографий, но результат превзошел все ожидания! Детализация была настолько высокой, что на модели можно было разглядеть даже мельчайшие потертости и царапины. Этот опыт научил меня, что в фотограмметрии лучше переборщить с количеством снимков, чем пожалеть потом о пробелах.

Количество необходимых фотографий зависит от сложности объекта. Для простых предметов может хватить 20-30 снимков, в то время как детализированные объекты требуют 60-150 фотографий или даже больше. При съемке учитывайте следующие рекомендации:

• Избегайте отражающих, прозрачных и очень блестящих поверхностей (при необходимости используйте матирующие спреи)
• Снимайте в формате RAW для максимального контроля над обработкой
• Используйте объектив без искажений (избегайте широкоугольных объективов)
• Отключите автофокус и стабилизацию изображения
• По возможности используйте фотографический фон или маркеры для улучшения ориентации программы

Процесс создания 3D модели из фотографий: шаг за шагом

Теперь, когда вы подготовили качественные фотографии и выбрали программное обеспечение, можно приступить к непосредственному созданию 3D модели. Давайте рассмотрим этот процесс на примере бесплатной программы Meshroom, которая идеально подходит для начинающих. 🧩

Шаг 1: Импорт фотографий

Запустите Meshroom и перетащите все фотографии в область импорта или используйте меню "File > Import Images". Убедитесь, что все снимки загружены и отображаются в панели изображений. Помните, что чем больше фотографий вы загрузите, тем дольше будет обрабатываться проект, но и результат будет точнее.

Шаг 2: Анализ фотографий и создание разреженного облака точек

Нажмите кнопку "Start" для запуска автоматического процесса анализа фотографий. На этом этапе программа ищет общие точки на разных снимках и определяет положение камеры для каждого кадра. В результате формируется разреженное облако точек — базовая структура будущей модели. Этот процесс может занять от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от количества фотографий и мощности вашего компьютера.

Шаг 3: Создание плотного облака точек

После успешного завершения предыдущего шага программа автоматически переходит к созданию плотного облака точек. На этом этапе алгоритм анализирует фотографии более детально, увеличивая количество распознанных точек в сотни раз. Если этот шаг не запустился автоматически, найдите в графе узел "DepthMap" и подключите его к предыдущему этапу.

Шаг 4: Создание полигональной сетки (меша)

Когда плотное облако точек готово, программа преобразует его в трехмерную полигональную модель. На этом этапе отдельные точки соединяются в треугольники, формируя непрерывную поверхность. Качество этого преобразования можно регулировать параметрами в узле "Meshing":

• Decimation Factor — определяет, насколько модель будет упрощена (высокие значения создают более легкую, но менее детальную модель)
• Max Vertices — максимальное количество вершин в итоговой модели
• Min Visibility — минимальное количество камер, которые должны видеть точку для её включения в модель

Шаг 5: Проверка и экспорт базовой модели

После завершения создания полигональной модели вы можете просмотреть результат в 3D-окне Meshroom. Оцените качество модели и при необходимости вернитесь к предыдущим шагам для изменения параметров. Если результат вас удовлетворяет, экспортируйте модель в формат OBJ или PLY через меню "File > Export".

На этом базовый процесс создания 3D модели из фотографий завершен. Однако, для получения действительно качественного результата необходимо перейти к следующему этапу — текстурированию модели.

Текстурирование и финальная обработка 3D модели

Текстурирование — завершающий этап создания 3D модели из фотографий, который превращает геометрическую форму в реалистичный объект. Правильно текстурированная модель сохраняет все визуальные детали оригинала, даже если геометрия упрощена. 🎨

Шаг 1: Автоматическое текстурирование в программе фотограмметрии

В большинстве программ для фотограмметрии (включая Meshroom) процесс текстурирования автоматизирован. После создания полигональной сетки найдите и активируйте узел "Texturing". Настройте основные параметры:

• Texture Size — размер итоговой текстуры (2048×2048, 4096×4096 и т.д.)
• Texture Count — количество отдельных текстурных карт
• Unwrap Method — метод развертки UV-координат
• Fill Holes — заполнять ли пустые участки текстуры

После запуска этого этапа программа проанализирует исходные фотографии, создаст UV-развертку модели и сгенерирует текстурные карты, содержащие информацию о цвете, основанную на фотографиях.

Шаг 2: Оценка качества текстуры и выявление проблем

Внимательно изучите полученную текстурированную модель. Обратите внимание на следующие потенциальные проблемы:

• Смазанные или размытые участки
• Швы или стыки, где заметны переходы между разными фотографиями
• Неправильные цвета или освещение
• Артефакты от теней или бликов
• Пустые участки без текстуры

Шаг 3: Экспорт для дальнейшей обработки

Экспортируйте модель вместе с текстурами в формате OBJ, FBX или GLB. Убедитесь, что экспортируются как геометрия, так и текстурные карты (обычно это файлы JPG или PNG). Для дальнейшей обработки вам потребуются программы для работы с 3D-графикой, такие как Blender (бесплатно) или ZBrush (платно).

Шаг 4: Доработка модели в специализированных программах

Импортируйте модель в Blender или другой 3D-редактор для финальной обработки:

• Оптимизация геометрии — удаление ненужных полигонов, закрытие дыр, сглаживание неровностей
• Доработка текстур — устранение швов и артефактов в графическом редакторе
• Создание дополнительных карт — normal map, roughness map, metallic map для более реалистичного отображения
• Ретопология — при необходимости полное перестроение полигональной сетки для анимации или игровых движков

Шаг 5: Финальный рендер и проверка результата

Создайте тестовый рендер вашей модели с правильным освещением, чтобы оценить итоговое качество. Сравните его с исходными фотографиями и при необходимости внесите последние коррективы.

Для большинства начинающих достаточно автоматического текстурирования, предоставляемого программой фотограмметрии. Однако с опытом вы научитесь ценить контроль над процессом, который дают специализированные редакторы.

Помните, что создание высококачественной 3D модели из фотографий — итеративный процесс, требующий практики и терпения. С каждой новой моделью вы будете совершенствовать свои навыки и получать всё более впечатляющие результаты.

Создание 3D моделей по фотографиям открывает удивительные возможности для творчества, обучения и решения практических задач. Начав с простых объектов и постепенно переходя к более сложным проектам, вы сможете освоить все тонкости фотограмметрии. Главное — не бояться экспериментировать, анализировать свои ошибки и постоянно совершенствовать технику съемки. Помните, что даже профессионалы продолжают учиться, ведь технологии 3D-моделирования стремительно развиваются, предлагая всё новые инструменты и возможности.

Читайте также

• 10 лучших программ для 3D моделирования по фотографиям: обзор
• 5 ключевых ограничений 3D моделирования по фото: как их преодолеть
• Как создать качественные фото для 3D моделирования: мастер-класс
• 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