3D-Rekonstruktion SFM, Technik, Fotografie

[bergaufsepp]

"Inspiriert" und erinnert durch den Film im Thread viewtopic.php?f=17&t=7649, möchte ich eine Diskussion um den aktuellen Stand im Bereich SFM beginnen.
Das Thema war ab und an schon präsent hier im Forum, aber praktische Erfahrung schien in der Vergangenheit nicht wirklich vorhanden. Das hat sich, zumindest auf den Film bezogen, zwischenzeitlich geändert.

Also, gibt es zwischenzeitlich Erfahrungen, Berichte, Ergebnisse bei Anwendung von SFM unter Tage?

Gern gesehen wäre an dieser Stelle ein, gern auch recht technischer, Bericht des Kollegen miner1 über die Entstehung des Films

[Björn]

Habe gerade keine Zeit, verweise aber mal hierauf:
https://www.igmc.tu-clausthal.de/abteil ... te/foto3d/

Es wird da im November eine weitere Veröffentlicheung auf dem Altberbau Kolloquium geben.
https://www.igmc.tu-clausthal.de/abteil ... slar-2016/

Und ein neues Projekt zum Tehma ist auch in der Planung


Gruß

Björn Holm

[miner1]

Unseren Aufbau sieht man ja kurz im Film <https://www.youtube.com/watch?v=zsoiXkd5jnQ> (ab 2:40). Wir haben einen Nissin MG8000 extreme Blitz, auf einer Schiene recht nah an die Kamera (bzw. dem Objektiv eingesetzt. Will man bei "normaler" Untertagefotografie ja meist einen großen Abstand vom Blitz zur Kamera haben (um das Bild nicht "platt" zu blitzen), ist dies hier genau unser Ziel: Schattenfreie Bilder. Dank eingebautem Kühlkörper macht der Nissin locker 200 Blitze und mehr in (sehr) kurzer Folge (genügend Akku vorausgesetzt). Der Reflektor war (nicht wie im Bild zu sehen nach oben), nach vorne gerichtet. Der LED-Baustrahler den man noch sieht, diente dazu dass die Kamera schneller Fokussiert (auch sehr wichtig, weil unglaublich nervig wenn man 3 Sekunden und mehr warten muss).
Wie man im Bild sieht, haben wir mit Programmmodus A und Blende 8 (Tiefenschärfe) bei 400 ISO gearbeitet (Nikon D5500). Wir haben den Raum relativ parallel (Bildebene zu Geometrie) "abtapeziert" und natürlich Überblicksbilder gemacht, alles zusammen knapp 2.500 Fotos. In diesem Fall haben wir "nur" jpg´s gemacht und so wie sie waren nach Photoscan gegeben. Für weitere Details müsste mein Kollege (der gerade auf Ausgrabung in Iran ist) was sagen.

Glückauf
GERO

[3bs]

Glück Auf,

ich habe mich in der letzen Zeit mit der 3D-Rekonstruktion Unter Tage beschäftigt. An sich ist es kein Hexenwerk mehr, ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erstellen.

Für die 3D Rekonstruktion (SFM) benötigt man 4 Dinge:
- Kamera (aktuelle Smartphone genügen für erste Experimente)
- Software (Agisoft PhotoScan liefert hier die besten Ergebnisse und verzeiht ziemlich viele Fehler beim Fotografien [im Gegensatz zu 3DF Zephyr])
- Hardware (moderner PC, RAM 8GB+)
- Taschenlampe (3000 ANSI Lumen+)

Die Anzahl und Qualität der Fotos entscheidet, neben der in Anspruch genommenen Rechenleistung, maßgeblich die Qualität des 3D Modells.

Hier ein Beispiel, welches mit einfachsten Mitteln erstellt wurde (lediglich 100 Bilder, Gangkreuz, Smartphone Kamera, langsamer Rechner und leider die falsche Rendereinstellungen -> schwarze Flecken)
Für die richtige Navigation: Settings -> Navigation -> First Person

https://sketchfab.com/models/498d54dfba ... de12e0c1c9

PS: Vergesst bitte bundler, pmvs2, Visual SFM. Mit den genannten Lösungen werdet ihr auf langer Sicht keinen Spaß haben. Das Jahr 2017 bietet deutlich bessere Möglichkeiten (Agisoft PhotoScan).

[bergaufsepp]

Zum Einstieg in das Thema noch der Verweis auf Autodesk Recap.
Bis 50 Bilder verarbeitet die kostenfreie Version, genug um Details wie eine Lachtertafel zu virtualisieren.
Die Qualität ist ok, reicht aber natürlich nicht an die kostenpflichtigen Versionen heran.

[3bs]

3DF Zephyr Free bietet hier auch eine kostenlose Version mit 50 Bildern an.
https://www.3dflow.net/3df-zephyr-free/

[Matti]

Nice!
Schön zu sehen, dass die Photogrammetrie langsam gute Resultate liefert. Als ich es das letzte Mal vor ein paar Jahren probiert hatte, waren diese noch ziemlich unbrauchbar.
Was ist eigentlich der Unterschied zwischen der noch bezahlbaren Standard-Lizenz und der unbezahlbaren Professional?? Auf ihrer Seite erwähnen sie nur die Unterschiede zwischen Floating und so... Ist die Standard unbeschränkt?

Gibt es weitere Erfahrungen an Software und auch eigenen Versuchen?
Matti

[3bs]

Die Versionen unterscheiden sich weder von der maximalen Anzahl der Bilder (in der Regel), noch von der Qualität des 3D Modells . Die professionellen Versionen unterstützen meistens noch externe Instrumente (z.B. Laser Scanner) und GIS. Lidar Scans im Zusammenhang mit SFM ist schon eine interessante Sache, aber für Privatpersonen unbezahlbar.

[bergaufsepp]

Nice!
Schön zu sehen, dass die Photogrammetrie langsam gute Resultate liefert. Als ich es das letzte Mal vor ein paar Jahren probiert hatte, waren diese noch ziemlich unbrauchbar.
Was ist eigentlich der Unterschied zwischen der noch bezahlbaren Standard-Lizenz und der unbezahlbaren Professional?? Auf ihrer Seite erwähnen sie nur die Unterschiede zwischen Floating und so... Ist die Standard unbeschränkt?

Gibt es weitere Erfahrungen an Software und auch eigenen Versuchen?
Matti

http://www.agisoft.com/features/professional-edition/
http://www.agisoft.com/features/standard-edition/
Da sind die Unterschiede aufgelistet, Scripting, Point Cloud Modification, Messfunktionen...Professional kann so einiges.
Ob man das braucht muss jeder selbst wissen, im Hobbybereich wohl nicht, anders siehts bei Archäologen aus.

[Matti]

Ah vielen Dank, das hab ich irgendwie nicht gefunden, war halt immer im 'Buy' Reiter wo man zwar die Preise sieht aber keinen Schimmer hat, was man kriegt
Das einzige, was mich an der (unbezahlbaren) Pro-Edition demnach interessieren würde, wäre das messen von Distanzen. Gut möglich, dass das mit dem exportierten Modell aus der Standard auch geht, nur halt nicht innerhalb dieser Software?

Wenn das Verfahren genau genug ist, könnte dies ja theoretisch sogar eine eigentliche Vermessung sparen..? Hat da schon jemand Erfahrungswerte?

[3bs]

Die Standardversion müsste eine "Lineal-Funktion" enthalten. Wie genau die Messungen sind, hängt natürlich von dem Modell ab. Jedoch werden die 3D Modelle im professionellen Rahmen auch für Vermessungen genutzt (z.B. Ausgrabungen).

Ein super Beispiel ist hier ArchaeoMontan
http://www.archaeomontan.eu/das-projekt ... ation.html

Neue Methoden wie das 3D-Laserscanning und die Mehrbildphotogrammetrie (Structure from Motion) unterstützen und ergänzen die Vermessung mittlerweile sehr effektiv. So können dreidimensionale, raumbezogene Daten gewonnen werden, die die Befundsituation und -oberfläche lagegenau, vollständig, fotorealistisch und objektiv wiedergeben sowie animierte 3D-Visualisierungen ermöglichen (s. das Bild und das dreidimensionale Modell der nischenartigen Ausarbeitung).

[Björn]

Wenn das Verfahren genau genug ist, könnte dies ja theoretisch sogar eine eigentliche Vermessung sparen..? Hat da schon jemand Erfahrungswerte?

Ja, wenn man in der Pro Version Vermessungspunkte mit bekannten Koordinaten zur Georeferenzierung verwendet konnten wir kleinräumig Genauigkeiten im Bereich von einigen mm erreichen.
Am Rosenhof in Clausthal haben wir 3 Tagesöffnungen geodätischen eingemessen und untertägig ein komplettes Modell aus Bildern gerechnet (siehe meinen link oben). Mit den Festpunkten konnte dann die Abweichung bestimmt werden.
Nach einigen hundert Metern Stollen Verlauf bekommt man dann zwar insgesamt eine drift von über einem Meter rein, aber insgesamt bekommt man für wenig Geld ein Klasse Modell mit dem 3D Verlauf des gesamten Grubengebäudes.

Wir nutzen die Pro Version in der Uni in der Forschung zur Vermessung von Testfeldern. Und es gibt am Markt Ingenieurbüros die komplette Auswertungen z.B. mit Drohnen Befliegungen anbieten.

Björn

[3bs]

Interessant ist die Arbeit von "altbergbau-untertage-u-verlagerungen-lost-places.de", die sich anscheinend schon etwas länger mit dem Thema beschäftigen. Hier ein Modell aus 1054 Bildern:

https://sketchfab.com/models/3d335bc989 ... 63350a3cfa

Weiterer Lesestoff:

http://www.altbergbau-untertage-u-verla ... altbergbau

[3bs]

Hier ein 3D Modell (3DF Zephyr) eines kleinen Schurfs: https://skfb.ly/6M8QG
Die Mesh und die Texturen mussten für den Upload stark reduziert werden.

[bergaufsepp]

Sieht gut aus, schreib doch mal was dazu: Wieviele Bilder, womit gemacht, Kameraeinstellungen, benutzte Hardware, Dauer...
Ich denke da hätten alle was davon

[3bs]

Ich habe die Bilder innerhalb von 10 Minuten mit einem Huawei P30 Pro und einer normalen Taschenlampe aufgenommen (ungefähr 200 Stück). Als Software nutze ich 3DF Zephyr im Online Computer "Shadow.Tech".

[oldstone]

Michel, hast du wieder gut hinbekommen
G.A. Frank

[Ludewig]

... fein gemacht! Hätte da auch noch Ideen für ein Projekt !!
Glück auf!

[3bs]

Eine super Dokumentation zu dem Thema, welcher nach meiner Meinung bisher viel zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde:

https://www.youtube.com/watch?v=IeBvAcSxoKQ&t=650s