Kreatives

Photogrammetrie mit Photoscan & Cinema 4D

Mike vom Mars Blog aerials agisoft cinema 4d dji phantom drone how to maxon photogrammetrie photogrammetry photoscan tutorial
 
Geschätzte Lesedauer: 5 Minuten  2.497 mal gelesen

Photos haben einen grossen Nachteil: sie sind statisch. Mich persönlich hat das schon immer gestört. Ich konnte mich noch nie so richtig in Bilder von Landschaften hineinversetzen, wenn die Tiefe fehlt, das dreidimensionale, die Bewegung. Deshalb bin ich wohl auch eher Video-affin als ein Fotofreund. Deshalb habe ich mit der Drohne bisher auch lieber Videos als Bilder geschossen. Photos sind langweilig – dachte ich bisher jedenfalls. Bis ich über die Photogrammetrie stolperte. Was das genau ist, zeigt dieses beeindruckende Video.

Video

Photogrammetrie – was ist das?

Photogrammetrie ist gerade in aller Munde – vor allem bei 3D Entwicklern und Drohnenfilmern. Mit dieser faszinierenden Technik ist es möglich, anhand einzelner Bilder detaillierte 3D Modelle eines Objekts oder gar ganzer Landschaften zu erstellen. Die Ergebnisse sind eine Wucht.

Bei der Photogrammetrie handelt es sich um ein Verfahren, bei dem man mit spezieller Software aus einer Reihe einzelner Bilder detaillierte 3D Modelle errechnet. Diese 3D Modelle lassen sich dann drehen, aus allen Blickwinkeln betrachten und z.B. mit einer 3D Software wie Cinema 4D in ansprechende Animationen verwandeln.

In der Archäologie wird dieses Verfahren schon länger verwendet, ermöglicht es doch, Ausgrabungsstätten als 3D Modelle auf (bzw. in) den Computer zu bringen, wo man dann anhand der freigelegten Fundamente die damaligen Gebäude digital rekonstruieren kann. Aber auch die Bahn benutzt seit einiger Zeit Photogrammetrische Auswertungen ihrer Bahnstrecken, um den Bewuchs zu kontrollieren – also beispielsweise zu erkennen, wo Bäume geschnitten oder gefällt werden müssen, die die Streckenführung behindern könnten.

Auch in der Filmbranche hat die Photogrammetrie längst Einzug gehalten: so werden Gebäude und Szenenhintergründe mit dieser Methode in 3D Modelle umgewandelt, um so am Rechner Spezialeffekte, wetterunabhängige Aufnahmen oder irre Kamerafahrten zu ermöglichen. Selbst Schauspieler werden mittlerweile photogrammatisch eingescannt, um so möglichst originalgetreue digitale Stunt-Doubles zu erstellen.

Faszinierend an der Photogrammetrie ist, das man damit sowohl sehr kleine Objekte (beispielsweise Figuren und Skulpturen), als auch ganze Landstriche in 3D Modelle umwandeln kann. Bei kleinen Objekten geht man in der Regel so vor, das man das Objekt auf einen Drehteller stellt und beispielsweise 20 Bilder des Objekts aus verschiedenen Blickwinkeln knipst. Anhand dieser Bilder wird dann mit spezieller Software ein 3D Modell erstellt. Der Aufwand ist dabei um ein Vielfaches geringer, als wenn das jeweilige Objekt von einem 3D Künstler von Hand modelliert werden muss.

Es lassen sich aber auch, wie z.B. in der Archäologie, ganze Areale und Landschaften, ja ganze Berge photogrammatisch in 3D Modelle umwandeln. Dabei fliegt man einfach eine mit einer möglichst hoch auflösenden Kamera bestückte Drohne über das gewünschte Areal und knipst dabei Bilder in automatischen Intervallen. Durch diese Serienbilder entsteht dann ein beeindrucken detailliertes Modell der jeweiligen Landschaft.

Vor- und Nachteile der Photogrammetrie

Die Vorteile dieser faszinierenden Methode, die reale Welt als 3D Modell in den Computer zu holen, liegen auf der Hand: man spart sich das Modellieren von Hand oder mit einem teuren Laserscanner. Ein paar Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln (Grundsatz: die Bilder sollten sich möglichst immer überlappen) reichen, um ein exaktes Modell am Computer entstehen zu lassen.

Ein weiterer Vorteil ist, das mit dieser Methode auch gleichzeitig eine äusserst realistische Textur für das 3D Modell angefertigt wird. Aus den vielen Bildern, mit denen man die Photogrammetrie-Software füttert, wird automatisch eine Textur erstellt, die (meist) photorealistisch perfekt und sehr detailliert wirkt.

Der Nachteil der Photogrammetrie liegt momentan leider vor allem noch dort, wo man sie eigentlich händeringend bräuchte: der Spielebranche. Hier wird die Stärke der Photogrammetrie, also ihre Detailtiefe, leider zur Schwäche. Die automatisch erstellen 3D Modelle sind oft einfach zu komplex, um sie mit Game Engines effizient nutzen zu können. Hier muss aufwändig von Hand nachgearbeitet werden und oft ist es dann sogar kostengünstiger, solche Modelle gleich von Anfang an manuell von Low Poly Künstlern erstellen zu lassen.

Auf der nächsten Seite: Welche Software benötigt man?

Welche Software benötigt man?

Für den Hobbykünstler, Vermessungstechniker oder Drohnenflieger aber öffnet die Photogrammetrie neue, faszinierende Horizonte. Noch nie war es noch einfach, so detailreiche und originalgetreue 3D Modelle von Landschaften zu erstellen und diese dann im Nachhinein zu betrachten.

War die dafür benötige Software vor einigen Jahren noch unerschwinglich und nur einigen Wissenschaftler vorbehalten, kann nun endlich jeder selbst Hand anlegen – z.B. mit dem Programm Photoscan von Agisoft.

Die Bedienung ist denkbar einfach: Man lädt einzelne Bilder (oder einen ganzen Ordner von Bildern) in das Programm. Dieses arrangiert die Bilder dann automatisch, um für jedes einzelne Bild den Kamerawinkel zu bestimmten. Nun errechnet das Programm aus allen Bildern, also Blickwinkeln eine sogenannte „Punktwolke“, also einen Haufen Punkte im 3D Raum. Das sieht schon ganz fasznierend aus und man kann hier schon rudimentär das gefilmte Objekt erkennen. Schliesslich wird diese Punktwolke in ein 3D Drahtgittermodell umgerechnet, das sich exportieren und mit herkömlicher 3D Software wie z.B. Maxon Cinema 4D, Blender usw weiter verarbeiten oder animieren lässt.

Wer ein bisschen auf YouTube sucht, findet schnell Tutorials zu Photoscan, das wirklich recht einfach zu bedienen ist. Eine sündhaft teure Kamera braucht es dafür auch nicht, eine GoPro Actioncam mit Intervallbildfunktion reicht schon aus. Einfach einmal um ein Objekt (z.B. einen Baum) laufen und fertig. Natürlich werden die Ergebnisse um so besser und detaillierter, je hochauflösender und qualitativ ansprechender die Quellbilder sind (möglichst wenig Bildrauschen, einheitliche Tiefenschärfe und Belichtung usw.)

Cinema 4D

Mit Cinema4D arbeite ich mittlerweile seit mehr als fünfzehn Jahren (semi-professionell) -und ich entdecke immer noch fast täglich etwas neues. Es ist schon erstaunlich, welchen Funktionsumfang Maxon in dieses Tool gepackt hat, diesen aber so geschickt unter einer ordentlichen Oberfläche versteckt, das auch Anfänger von diesem mächtigen Werkzeug nicht gleich erschlagen werden. Ich nutze Cinema4D für alle Arten von Animationen, Grafiken, Designs und sonstigen grafischen Projekten. Cinema ist also ein absoluter Allrounder und Teil meines digitalen Alltags für mich.

Meine Drohnenaufnahmen

Meine Luftbilder und -videos filme ich meist aus der First-Person Sicht per Fatshark Videobrille mit dem DJI Phantom 2 V2 mit einem Zenmuse H3-3D Gimbal. Trotz der tollen "One-Click" Kopter, die es momentan gibt, fiel meine Wahl auf den Phantom 2, weil er, im Gegensatz zu den neueren Modellen mit digitaler Bildübertragung, noch absolut flüssiges, analoges FPV über die Videobrille bietet. Ausserdem mag ich es nicht, wenn mein Kopter meint, er müsse mich bevormunden, was mit den neuen Modellen, die einem jede (aber auch wirklich jede) eigene Entscheidung abnehmen wollen, leider der Fall ist.

Fliegen mit Freunden

Wer nicht allein mit dem Kopter herumschwirren oder sich mit anderen Piloten austauschen möchte, kann in unserem Koptertreff Forum vorbeischauen und sich an gemeinsamen Treffen, Diskussionen, Stammtischen und Events beteiligen - oder einfach nur Fragen zur Technik stellen. Egal ob Profi oder Anfänger, FPV-Racer oder Filmer - im Team macht es mehr Spass!

Zum Koptertreff.de Forum

photogrammetry photogrammetrie photoscan agisoft cinema 4d cinema4d 3d mesh modelling how-to tutorial

 

Seltsam? Aber so steht es hier geschrieben... Ihr habt Fragen, Anregungen oder vielleicht sogar eine völlig andere Meinung zu diesem Artikel? Dann postet einen Kommentar.

Mike vom Mars Blog - mike-vom-mars.comAutor: Mike vom Mars
Mike emigrierte vor einigen Jahren von seinem Heimatplaneten auf die Erde, um das Leben am wohl seltsamsten Ort des Universums zu studieren. Seiner Bitte "bringt mich zu eurem Führer" wurde bisher nicht entsprochen.

Einzelne Seiten anzeigenAlle Artikel
Diese Kategorie

 
Artikel wurde noch nicht bewertet.





Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *