Создание скана по фотографиям

Обсуждения по этой теме мы начинали на замолкшем форуме
Тут хочу дополнить с точки зрения на сегодня.

Скан (3Д оболочку) можно создавать на основе фотографий обычной 2Д камеры. Программ для обработки достаточно.

Хотя сейчас практически у "каждого второго" есть приличный смартфон с приблизительно 12-ти мегапиксельной камерой, не все фото хорошо подходят для создания даже простой оболочки и тем более для создания "гуманоида".

И что бы понятнее было, что же влияет на качество создания, покажу на простых примерах.

1. Качество снимков.
Качество фото должно быть настолько хорошим, что бы каждый пиксель был виден четко. Смазанные, размытые (нерезкие) фото и очень сильно усиленные - резко ухудшают четкость скана. Наличие таких фото создают лишний шум и артефакты (не всегда программа их сможет игнорировать правильно).
В качестве примера покажу фото, которое уже показывал ранее
(рассмотрите полученные фото на компьютере в увеличенном масштабе 400%  в программе Paint. у вас должны получится фото, где четко виден каждый пиксель. например на этом примере предпочтительно левое фото)

Что бы такого "шума"(зернистости) на ваших фото небыло, камере должно хватать освещенности. В настройках должно быть выставлено ISO не более 400 (предпочтительно 100).
Точно также и для получения хорошей глубины резкости и для получения маленькой выдержки (что бы кадр снимался за маленькое время), нужно хорошее освещение.
Еще четыре года назад многие освещали свои комнаты лампами накаливания - их было недостаточно.
Сейчас можно разместить в комнате несколько мощных светодиодных ламп (или прожекторов) по 100 ватт и будет не хуже, чем от обеденного солнца в облачную погоду.
Измерять освещение можно в приложениях на смартфоне, например "ФотометрPRO" (бесплатное).
Если в вашей "фотостудии" менее 500 люксов, например 60...100, то фото будут зернистыми, а что бы небыли еще и смазанными, придется камеру очень сильно держать обоими руками (что бы не дрожала) или прижимать к ней чтото тяжелое(инерционное), типа имитировать штатив. Хорошим можно считать уровень в 1000 или несколько тысяч люксов (как на улице днем). Кстати для освещения рассады тоже требуется не менее 400...800, иначе потянется.
Ну и пример настроек на смартфоне (осторожно, фото огромное):



продолжу в следующем сообщении

2. Качество сканируемой поверхности (особенно важно, если в первом разделе не удалось выдержать уровень люксов)

Как не странно, к поверхности будут особые требования. Т.е. такие, которые для кинекта подходят, тут могут не подойти.
Например. Очень плохо, когда поверхность имеет однотонную ровную окраску. Например как гипсовые фигурки. Или однотонно какого либо одного оттенка и цвета.
Дело в том, что программе надо както определять где какое место и находить именно это место на другом фото. Поэтому что бы все такие места могли "идентифицироваться" очень желательно, что бы поверхность не только не блестела, небылачерезчур черной или слишком белой, а имела очень неоднородную и мелкую окраску. Т.е. человеческая кожа усыпанная мелкими разнотонными веснушками - очень хорошо. А обладателей "равномерного загара" придется либо еще лучше освещать, что бы были заметны отличия в оттенках загара или одевать в облегающую одежду с мелким рисунком... или раскрашивать разбрызгиванием (разными легкосмывающимися красками) типа вот так



И тут же покажу. Как это будет влиять.
Например, вот кусочек плотного облака точек обычных коробочек
(что бы просмотреть картинку в полном размере, нажмите кнопку в слайдере, или на клавиатуре "F", или откройте картинку в новой вкладке)

С этого ракурса кажется, что все нормально. Но если присмотреться поближе, то вы увидите, как "кипит" ровная однотонная поверхность. И только там где есть неоднотонности, например трава, то там все четко

И второй пример с тем же освещением, только неоднотонная тыква, на неоднотонном линолиуме (если примотритесь, то там мелкие полосочки)



Такая поверхность четко просчитывается без проблем.
Давай её (программе) только еще кадров, что бы вся поверхность просчиталась.
Эти примеры сняты на смартфон (как на фото в предыдущем посте), каждый кадр 3000х4000  точек.

3. Особенности положения камеры для каждого кадра.

Если с качеством освещения, и идентичностью "сканируемой" поверхности разобрались (надеюсь, что все понятно), то идем дальше.
В сканировании кинектом каждый кадр уже программа получает в объемном виде (в 3Д). Тут же для получения одного 3Д-кадра требуется пара снимков.
Что бы поверхность была видна (какая то часть поверхности) каждый снимок в такой паре должен видеть её. И наоборот, если в какой то впадинке поверхность дна видна только в одном кадре - то в 3Д вы этого места не получите.
Это только ваши глаза могут видеть (одним глазом внутри тонкой трубочки) и только потому, что глубину человеческий глаз еще дополнительно "чувствует" по изменению резкости.

Т.е. если вы хотите показать (и потом увидеть это на получившемся скане) камере впадинку между ногами (вертикальное углубление), то рекомендуется сделать несколько снимков ниже и выше, потому, что если вы попытаетесь сделать левее и правее, то один из таких снимков (или оба) так и не увидят полную глубину впадины.

4. Сколько же нужно кадров для получения полного "гуманоида".

Это зависит от количества пикселей вашего фото, а главнее, от того что нужно показать камере (программе), что бы все части поверхности были видны (небыло дыр).
Т.е. в принципе можно обойтись тремя уровнями (уровень выше головы, на уровне груди, и на уровне колен). И в каждом около 12...48 кадров (верний уровень можно меньше, если за ушами не нужно и в ноздри заглядывать не нужно).

Нет смысла равномерно распределять по окружности. Важнее показать все парами кадров.
В верхнем уровне в принципе достаточно показать вернюю часть головы и плеч, можно шею. Это, если для портновского манекена. А если для персонажа (или красивого аватара в КЛО), то можно еще по всем загогулинкам лица пройтись и что бы под носом не оказалось непросмотренного места.
В среднем уровне обратить внимание на просматриваемость между руками и туловищем. В этих плохопросматриваемых местах можно дополнительно сделать кадры чуть выше/ниже.
Также и в нижнем (обратить внимание на часть между ногами). Получается прямо перед клиентом выше/ниже и позади клиента выше/ниже. А вокруг достаточно символично "пройтись".

5. В какой позе лучше поставить клиента.

Это опять зависит от потребности.
Если для портновского манекена, то в обычной позе руки вниз. Тут главнее не нарушить осанку, и дать возможность клиенту выстоять неподвижно всю "фотосессию". Текстура тут ... как бы не важна.
А если для персонажа, то там еще желательно текстуру увидеть и между ногами и между руками и туловищем. Так придется либо несколько раз "сканировать" и "сращивать" части. Либо ставить клиента в позу "аля я щас взлечу" и надеятся, что он не поплывет...

6. Как лучше, обходить клиента или вращать его на подиуме.

У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки.
Если обходить, то должно быть больше места. Не нужно особо морочиться с отрезанием на каждом кадре заднего фона. Стены и предметы вокруг будут дополнительными ориентирами, что вроде и хорошо, но если клиент неподвижен, наоборот плохо. Освещение может быть не слишком равномерно рассеянным.

Если крутите на подиуме, то освещение надо делать максимально рассеянным и равномерным И задний фон очень желательно завесить чем то очень отличным (например слишком черным или очень белым).
Тогда легче будет отсекать лишнее (маскировать задний фон) да и программе меньше работы (не нужно ей создавать облако точек и меш всех стен и предметов, что попали в зону видимости).

Т.е. для одноразоворедких случаев лучше обойти, а для мелкосерийных лучше купить подиум.

И покажу какой получается меш на примере тыквы.
Вот такая сеточка




И она же в текстуре




В заключении напомню, что для таких "сканов" (на основе фоток) надо обязательно в сцене расположить хорошо видимый размерный ориентир (известной длины), по которому в последствии будете определять масштаб.
Ну и одну фотку сюда попытаюсь загрузить в оригинале (5Мб, если получится, а то всеравно сожмет). Вот (у вас должно быть не хуже):

И еще по поводу необходимости забрызгивать кожу клиента, для случаев, когда она очень равномерного оттенка (без веснушек и волосиков).
(в смысле, для чего это надо)
В кинекте и подобных 3Д сенсорах практически всю поверхность освещает лазерная пушка. Она дает очень неравномерную "окраску".
Вот к примеру, как можно увидеть то, что делает эта пушка (В новой версии есть возможность вместо цветной камеры включить инфракрасную)


В специальных студиях 3Д "сканирования" по фотографиям ставят очень много камер (что бы получить скан за "один щелчек") и достаточно таких (подобных) лазерных пушек.
Они вместо одного "щелчка" делают два. За первый включаются все лазерные пушки (поверхности освещаются так, как будто вы забрызгали клиента) и программа получает хорошие данные о форме. А за второй "щелчек" (лазерные пушки отключаются) камеры передают данные с красивой текстурой (которая потом наносится на построенный меш).
Практически почти такой же принцип как в 3Д сканерах (подсветка лазером), но за счет большого количества камер (с большим разрешением и с очень хорошей четкостью) и за "мгновение" (клиент не успевает вздохнуть) сканы получается лучше.

Для "одноразовых и мелкосерийных сканирований" (по фото) в домашних условиях не обязательно забрызгивать очень яркими или контрастными красками. Можно и слабенькими, еле заметными глазу. Но только в случае, когда фото высокого качества и программа сможет увидеть эти пятнышки. И лучше несколькими цветами. Точечки должы быть мелкими и видимыми на фото (четкими, не размытыми).
И если кожа клиента хотя бы немного блестит, то лучше припудрить эти места тальком (поверхность предпочтительно должна быть матовой)

Эта же тыква сканирована кинектом и меш получен гораздо быстрее
https://i.servimg.com/u/f92/20/36/92/45/img911.png


Текстуру не показываю, т.к. в фотограмметрии текстуры намного лучше