3D REKONSTRUKCE ARCHITEKTURY DAVID SEDLÁČEK

3D REKONSTRUKCE ARCHITEKTURY DAVID SEDLÁČEK

3D rekonstrukce architektury – Měření ve fotografii – Simulace osvětlení reálných budov a interiérů – Situování budovy do okolí

– Návrh přestavby části budovy

– Vygenerování podobné budovy ?

2

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury 

Převod reálného světa do 3D počítačového modelu – Ruční vymodelování (3D studio MAX, AutoCad, …) Drahé a zdlouhavé

– 3D scanner Drahé zařízení, problematické pro velké modely, příliš složitý výsledný model

– Metody založené na Photogrametrii • Počítačem asistované modelování (PhotoModeler, Image Modeler) Rychlejší než ruční ale stále pracné

• Automatická rekonstrukce Levné, výsledek jako od 3D scanneru

3

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Princip fotogrammetrie 

Minimálně dvě fotografie scény



Nalezneme stejné body – minimálně osm pro kalibraci kamer

4

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Princip fotogrammetrie 

Kalibrace kamer = umístění kamer v prostoru

c1 c2

5

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Princip fotogrammetrie 

Modelování 3D objektů dle fotografií X1

X2 c1 c2

6

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Princip fotogrammetrie 

Extrakce textur z fotografií

c1 c2

7

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury 

Ukázka asistovaného modelování – Kalibrace fotografií – Vytváření geometrie

• Making of ARCHITECTURE PHOTO MODELING_ImageModeler 2009 • http://www.youtube.com/watch?v=LX8LCq4w0p8

8

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury Vstupní fotografie ( 90 fotografií )

9

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury  Ukázka automatického procesu Automatická kalibrace

– Automatická kalibrace – Auto - Vytvoření hustého PC – Auto – generování meshe - poisson

10

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury  Ukázka automatického procesu Automatická 3D rekonstrukce – Automatická - husté mračnokalibrace bodů

– Auto - Vytvoření hustého PC – Auto – generování meshe - poisson

11

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Automatické vygenerování 3D geometrie

12

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

13

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury

14

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury 

Automatický proces: – Kalibrace fotografií: Bundler (Noah Snavely) • http://phototour.cs.washington.edu/bundler/

– 3D rekonstrukce – husté mračno bodů: PMVS (Yasutaka Furukawa) • http://grail.cs.washington.edu/software/pmvs/

– Vytvoření 3D geometrie: Poisson reconstruction (Michael Kazhdan) • http://www.cs.jhu.edu/~misha/Code/PoissonRecon/ • MeshLab – umí načíst mračna bodů a vytvořit geometrii pomocí poisson rekonstrukce - http://meshlab.sourceforge.net/

15

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury 

Autodesk Project Photofly • http://labs.autodesk.com/utilities/photo_scene_editor/

– Automatická rekonstrukce z fotografií – Výsledky jsou podobné předchozímu procesu + textura – Jednoduše realizovatelné • Problém s právy na fotografie

16

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

17

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury 

IDEA – Využít benefitů rekonstrukce z fotografií



Asistované modelování – + Model odpovídá logické struktuře objektu – - Problém s hledáním korespondencí



Automatická rekonstrukce – - Model je geometricky blízký originálu, ale hierarchicky špatný – + Korespondence se hledají automaticky

18

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

3D rekonstrukce architektury 

Nový rekonstrukční postup – Automatická kalibrace • Možno využít PMVS

– Nepřesné Črty ve fotografiích – nízká zátěž uživatele – Ukázka Prototypu aplikace

19

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

20

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

21

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

22

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Využití jednotlivých kroků 

Zkalibrované fotografie – Možnost virtuálních procházek (např. jako MS PhotoSynth) – Kompozice nového návrhu do reálné scény z fotografií



Husté mračno bodů – – – – –



Anotování objektu Nové pohledy na model Měření Rozšíření mračna bodů modelu o dostavbu Generování půdorysných plánů z řezů

Hustá trojúhelníková síť – Podobně jako mračno bodů, vylepšené o texturu, mizí problémy s průhledností

23

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Využití jednotlivých kroků 

Hierarchický model – – – – – –

Nejšíře použitelný pro další vizualizace Možnost rozanimování Relighting Změny materiálu Úpravy v 3D modeláři Statistiky…

24

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Generování pravidel 

Hierarchický model -> gramatika ?

Zdroj: PetrWonka.net 25

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Generování pravidel 

Hierarchický model -> gramatika ?

Zdroj: PetrWonka.net 26

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury

Děkuji za pozornost David Sedláček, 13.9.2011

27

Workshop on Virtual Cities – 3D rekonstrukce architektury