1 Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений » 3domen.com - сайт Сергея и Марины Бондаренко
Регистрация  Напомнить пароль?
 Отправлено SergeyMarina 19 декабря 2010   

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений На первый взгляд, создать трехмерное изображение с помощью обычной цифровой камеры невозможно, ведь объемная картинка должна содержать гораздо больше информации, чем несет в себе двухмерный снимок. Тем не менее, с помощью специальных приложений, можно «придумать» недостающую информацию о третьем измерении и сделать из любой фотографии трехмерную модель. О приложениях для быстрого создания 3D-изображений на основе фотографий мы расскажем в этом обзоре.






Поскольку не существует универсального алгоритма превращения фотографии в трехмерную модель, наиболее оптимальный способ создания трехмерных объектов - моделирование вручную. Но этот процесс очень сложен и требует от пользователя навыков работы с 3D-редакторами. Даже опытные разработчики трехмерной графики стараются по возможности обходить моделирование «с нуля», и постоянно ищут альтернативный способ быстрого моделирования. Эти поиски зачастую приводят к появлению полезных утилит - конструкторов и генераторов трехмерных моделей. Такие инструменты дают возможность быстро создавать сложные объекты, не расходуя время на утомительное моделирование. О приложениях для быстрого создания 3D-изображений на основе фотографий мы расскажем в этом обзоре.

FaceGen Modeller – конструктор трехмерных голов

Несмотря на то, что FaceGen Modeller больше похож на компьютерную забаву, его активно используют разработчики компьютерных игр при создании низкополигональных моделей персонажей. Принцип работы этой программы прост – с помощью всевозможных настроек внешности человека, пользователь составляет трехмерный фоторобот, добиваясь, по возможности, максимальной схожести с оригиналом.

В процессе работы с таким трехмерным конструктором лица человека, можно не только управлять его полом, но и устанавливать степень «женственности» или наоборот, «мужественности» во внешности трехмерного персонажа. Кроме этого, можно указывать возраст модели, управлять размером скул, делать подбородок более выдающимся, а также использовать настройки асимметричности модели, если трехмерный персонаж имеет непропорциональные черты лица.

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений

При корректировании каких-либо параметров головы, в окне предварительного просмотра FaceGen Modeller можно в режиме реального времени наблюдать за изменениями, которые происходят с моделью.

Иногда, в процессе создания 3D-головы, может возникнуть ощущение, что что-то в ней неправильно, но что именно, понять сложно. Именно для этого в программе встроен генератор похожей внешности. Программа в случайном режиме создает набор изображений похожих «людей» с расчетом на то, что одна из предложенных вариаций модели будет больше походить на желаемый результат. Если одна из альтернативных комбинаций параметров головы подходит, достаточно щелкнуть по нужному изображению и приложение автоматически изменит настройки модели.

Программа также позволяет генерировать случайную модель для одного из типов человеческой расы: европейца, африканца, азиата и др. Она же может генерировать лицо человека, во внешности которого присутствуют черты, характерные для нескольких рас.

Если вы никогда раньше не занимались составлением фоторобота и не можете подобрать правильные параметры модели, не стоит особо волноваться. Дело в том, что процесс создания трехмерной модели не сильно влияет на конечный результат, поскольку неточности анатомии не так бросаются в глаза, как неправильно наложенная текстура лица.

И, все же, как бы вы не старались, одними настройками программы добиться реалистичности, при которой модель можно спутать с оригинальным портретом человека, вам вряд ли удастся. Точку в процессе работы над трехмерным проектом можно поставить лишь после того, как модель приобретет узнаваемую текстуру. По умолчанию, программа использует библиотеку готовых текстур с различным, для разного типа людей, типом кожи. Эти текстуры не очень реалистичны, и предназначены больше для того, чтобы 3D-художник мог примерно представить, как будет смотреться его работа после наложения настоящей фото-текстуры.

Иными словами, при создании трехмерной модели необходимо «приклеить» к поверхности трехмерной головы изображение лица.

Лицо человека можно взять с любой фотографии (разумеется, с портретной). Программа позволяет сделать быстрое наложение лица со снимка, используя только одну фотографию - в анфас, а также точное наложение, при котором помимо фотографии в анфас можно использовать еще два дополнительных изображения в профиль. Чтобы текстура лица с фотографии точно расположилась по поверхности трехмерной модели, после загрузки изображения лица человека в разделе Photofit необходимо настроить контрольные точки модели. При этом на экране показывается тестовое изображение лица человека, с отмеченными узлами. Задача того, кто создает модель - указать на загруженной фотографии те же самые точки - глаза, подбородок и т.д. После выполнения этой несложной калибровки текстуры, FaceGen Modeller начнет производить вычисления, проецируя рисунок и определяя конечный вид модели с текстурой. Процедура корректного наложения текстуры на созданную модель занимает некоторое время. В зависимости от сложности и аппаратных возможностей используемого компьютера, на это может уйти до пяти минут и больше. Только после этого 3D-человек станет узнаваемым - на его лице будут видны родимые пятна, станет естественной фактура кожи, появятся знакомые морщины и т.д.

Чтобы убедиться в том, насколько реалистично сделана модель головы, можно попробовать ее «оживить» с помощью настроек раздела Morph. С помощью группы ползунков, можно заставить 3D-человека принимать различные выражения лица - выражать удивление, гнев, улыбаться, подмигивать и т.д.

Созданную голову можно сохранить в качестве растрового изображения BMP, JPG, TIF или TGA (например, чтобы использовать его в качестве трехмерного аватара). Кроме этого, выполненную работу можно экспортировать в один из 3D-форматов (OBJ, 3DS, LWO, XSI, WRL и др.), чтобы затем использовать с другими трехмерными редакторами.

iClone 4 – создай трехмерную модель из фотографии за пару минут

Один из самых простых методов создания трехмерной модели лица человека на основе фотографии предлагает программа iClone. Для работы вам понадобится лишь один снимок, однако это должен быть качественный портрет, где человек изображен крупным планом. Для начала потребуется выбрать в библиотеке программы персонажа, на тело которого и будет одета полученная голова. После этого станет активной вкладка Head. Перейдя на нее, можно загрузить фотографию с жесткого диска, после чего запустится мастер, который поможет преобразовать портрет в 3D-модель. Работа мастера разбита на несколько этапов.

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений

Для начала предлагается поработать над снимком и немного улучшить его, откорректировав цветопередачу, ориентацию и обрезав все лишнее. На следующем этапе iClone уже покажет предварительно сгенерированную трехмерную голову. Определив при помощи специальных маркеров границы лица, можно добиться максимальной схожести 3D-модели с 2D-прототипом. Следующий этап – подгонка положения лица на фотографии, а затем необходимо будет подкорректировать установленные программой маркеры для глаз, носа, рта и бровей.

После сохранения полученную трехмерную голову можно редактировать, используя многочисленные средства iClone. Вы сможете сделать персонажу подходящую прическу, заставить его двигаться и разговаривать. Готовый проект может быть сохранен в различных форматах, в том числе и как Flash-анимация.

FaceShop 5 – получи 3D-голову на основе реального фото

FaceShop – это еще одна программа, которая способна создавать трехмерные головы на основе всего лишь одной фотографии. Как и в случае с iClone, фото должно быть достаточно четким, иначе некоторые участки 3D-модели могут быть прорисованы недостаточно хорошо. Создание трехмерного лица выполняется на основе ключевых точек. После загрузки изображения в программу пользователю предлагается выполнить обрезку, отделив лицо от других объектов, которые, возможно, также присутствуют на фото. После этого необходимо указать на фотографии ключевые точки – уголки глаз, нижнюю границу подбородка, середину лба, уголки рта и т.д. "Умный" мастер сам расставляет их уже после указания пользователем первых трех точек, однако, как правило, некоторые их них требуется переместить, подобрав для них более точное положение.

Сна следующем этапе FaceShop сгенерирует модель нужной формы, а также наложит на нее текстуру – исходное 2D-изображение. В окне программы можно будет повращать модель, осмотрев ее со всех сторон. Если возникнуть ошибки, можно вернуться на предыдущий этап и подкорректировать контрольные точки. В зависимости от особенностей исходного фото, лицо может получиться лучше с правой или с левой стороны. В таком случае можно воспользоваться инструментом Mirror, клонировав одну сторону лица на другую.

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений

Если не вся поверхность модели имеет подходящую текстуру, поможет инструмент Brush, работающий подобно "Штампу" в Photoshop. Достаточно указать источник, а затем провести по тому месту модели, текстуру которого нужно улучшить, и ошибки будут исправлены. Готовый проект может быть сохранен в формат OBJ, который поддерживается всеми основными программами для работы с трехмерной графикой и анимацией.

Strata Foto 3D CX 2 – преврати пачку фотографий в 3D-модель

В отличие от FaceShop и других решений, рассмотренных выше, Strata Foto 3D CX 2 может создавать не только трехмерные головы, а практически любые 3D-объекты. Для работы приложения необходимо снять объект, модель которого вы хотите получить, с разных сторон. Чем больше фотографий будет сделано, тем лучшего результата можно будет добиться. Делать съемку объектов рекомендуется на специальном листе для калибровки, распечатать который можно прямо из программы. Это дает Strata Foto 3D CX возможность определить положение камеры в трехмерном пространстве для каждого снимка. В программе заложена поддержка популярных моделей фотоаппаратов, благодаря чему Strata Foto 3D CX пытается скорректировать недостатки снимков, обусловленные особенностями камеры, и, таким образом, повысить точность модели.

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений

Создание модели происходит полностью автоматически. Сначала генерируется примерная геометрия, затем добавляются детали и накладывается текстура. Пользователь может наблюдать за процессом в окне предварительного просмотра и остановить его в любой момент. Результат можно откорректировать непосредственно в Strata Foto 3D CX или же доработать в Adobe Photoshop (при помощи специального дополнения). Проект может быть сохранен в форматах VRML и 3DS.

Free 3D Photo Maker – сделай стереокартинку

В последнее время широкую популярность обретают устройства, способные передавать изображения и видео в стереоформате. Для просмотра такого контента, кроме соответствующего телевизора или монитора, также требуются анаглифные (стерео) очки. Многие профессиональные видеоредакторы и программы для работы с трехмерной картинкой предлагают специальные средства для сохранения проектов в формате стерео 3D. Однако чтобы получить объемное изображение, совсем не обязательно разбираться с тонкостями работы в сложном приложении. Сделать 3D-фотографию можно даже в домашних условиях, используя обычную цифровую камеру или смартфон.

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений

Бесплатная утилита Free 3D Photo Maker создает стереокартинку на основе двух фотографий одного и того же объекта. Для того чтобы получить требуемый эффект, необходимо, чтобы снимки были сделаны с небольшим горизонтальным смещением объектива камеры (примерно, на расстоянии 5-7 сантиметров). Загрузите обе фотографии в программу, выберите один из пяти алгоритмов создания анаглифного изображения, и, спустя несколько минут, Free 3D Photo Maker покажет готовое стереоизображение. Стоит иметь в виду, что по умолчанию стереокартинка генерируется для просмотра в красно-голубых очках. Если же у вас желто-синие очки, необходимо изменить алгоритм создания 3D-изображения, который программа использует по умолчанию.

Project Photofly – создание 3D из фото "в облаке"


Создание 3D-моделей на основе фотографий, как правило, требует достаточно серьезных вычислительных мощностей. Не так давно компания Autodesk предложила интересное решение этой проблемы – в экспериментальной лаборатории Autodesk Labs был запущен сервис Project Photofly, который переносит всю работу под созданию трехмерной модели на основе фото на сервер. Сервис работает по такому принципу: пользователь устанавливает бесплатное приложение Photo Scene Editor на свой компьютер, посредством него загружает фотографии на сервер Autodesk, где они обрабатываются и передаются на компьютер в виду готовой модели.

Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений

Работая с Photo Scene Editor, пользователь может подкорректировать результат, а также сохранить его в формате DWG, который читается такими приложениями, как Autodesk AutoCAD, Revit, Inventor и пр. Для работы с Project Photofly необязательно иметь профессиональную камеру и штатив – можно ограничиться любительским фотоаппаратом. Для получения максимально точной модели желательно сделать как можно больше фотографий (например, если вы хотите получить 3D-модель здания, то вам придется обойти его вокруг с фотоаппаратом, отщелкав не менее сорока снимков).

Написано для журнала CHIP

Сергей и Марина Бондаренко Создание 3D-моделей на основе фотографий: обзор решений









Еще по теме:

  • iFace3D: создание 3D-модели из фотографий лица на iPhone и iPad
  • 3DSOM Pro 3.1: 3D-модели из фотографий
  • MakeHuman - 3D-конструктор для создания персонажей
  • FaceShop: превращение 2D в 3D в Photoshop
  • Программа опознает фото в Интернете средствами 3D



  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

    Форум Топик Ответов
    Будьте в курсе новостей