I ragazzi del Liceo Cagnazzi ci spiegano la fotogrammetria – parte III

Una volta acquisiti i set di foto degli oggetti che si desidera ricostruire in fotogrammetria – come abbiamo visto nella parte I e parte II di questo breve tutorial – si passa alla fase successiva, di vera e propria ricostruzione 3D.
Attualmente, ci è stato spiegato dai ragazzi del VisitLab, il software più semplice ed efficace per questo scopo è PhotoScan di Agisoft.

Kiwigrammetria

Il processo seguito è stato il seguente (Photoscan su Ubuntu):

• Si selezionano tutte le foto con Ctrl + A e le si sposta nella cartella photos, in basso sulla sinistra.
• Bisogna fare sempre attenzione alla memoria del computer, quindi, monitorarla nel SYSTEM MONITOR – RESOURCES. Se l’applicazione occupa troppa RAM, chiuderla prima di bloccare il computer.
• Una volta viste le foto, eliminare quelle che sembrano scorrette, cliccando su ‘’disabilita foto’’.
• Aprire la cartella WORKFLOW e cliccare ALIGN PHOTOS per poter allineare le foto. Il computer cercherà di capire se gli stessi punti fatti da angolazioni diverse corrispondono, facendoli coincidere di solito a due a due (pair preselection, con i livelli Generic, Disabled e Reference).

Pannello di allineamento

• Accuracy : consiste nell’analizzare la posizione delle immagini attraverso i pixel (può essere Low , Medium, High) . Low – analizza una porzione di pixel (quadrato 9×9) ricavandone una media tra i colori. Medium (4×4 ) e High (1)  analizzano i pixel in maniera più dettagliata. Di solito si preferisce impostare ‘’accuracy=medium’’. Impostando il parametro su Low, nel caso si voglia una maggiore velocità, il risultato avrà una qualità più bassa.
• Key point limit: riguarda l’allineamento dei punti; per un maggior allineamento bisogna aumentare il numero di key point.
• Controllare se le foto sono ben allineate cliccando sul triangolino alla sinistra di “Chunk” e poi di “Cameras” e notando le sigle NA-NC (foto non allineata). Le fotografie fuori allineamento andranno scartate.
• Sempre cliccando su WORKFLOW, passiamo a BUILD DENSE CLOUD. Impostiamo QUALITY=MEDIUM (opzioni: ultra high, high, low, medium) e poi DEPTH FILTERING=AGGRESSIVE. Se ci sono oggetti appuntiti selezioneremo, invece, il parametro MILD . Depth filtering è un filtro di profondità, che definisce quanto è importante la spigolosità dell’oggetto: aggressive (smussa tutti gli angoli), moderate, mild, disabled. Non è consigliato disabilitare questo parametro.

• Comparirà sullo schermo una nuvola di punti:
• Ridimensionare la regione dei punti interessati (Resize Region), in modo da racchiudere l’oggetto all’interno del parallelepipedo (bounding box).
  
  Trascinare i pin ( pallini azzurri ) verso la zona che più ci interessa in modo tale che il cubo possa racchiudere l’oggetto nella zona da analizzare. Per vederlo meglio e nella sue varie angolazioni, disabilitare l’icona della macchinetta fotografica sulla barra degli strumenti, in alto (Show Cameras);
• Pulire i punti della nuvola posizionatisi erroneamente utilizzando gli strumenti di selezione corretti.

• Creare la Mesh, costituita da facce delimitate da segmenti, linee spezzate generate dalla connessione di vertici, visualizzabile nell’impostazione senza colori.
• In WORKFLOW selezionare BUILD MESH, regolare il tipo di superficie (surface type: arbitrary, high field), l’origine dei dati (source data, ovvero l’analisi in maniera più approfondita dei punti: dense cloud, sparse cloud-face count), il numero di facce (face count, ovvero il numero delle facce prese in considerazione: high, medium, low, custom – l’opzione ‘Custom’ viene utilizzata per personalizzare il numero di facce, come nei video games), interpolation, che agisce quando è presente un buco tra un punto ed un altro (disabled, enabled, extrapolated). È consigliato abilitare questo parametro. Selezionando ‘Extrapolated’ si cerca di chiudere gli spazi vuoti anche in assenza di foto.
• Impostiamo FACE COUNT=MEDIUM, SOURCE DATA=DENSE CLOUD, SURFACE TYPES= ARBITRARY.
• Attendere il caricamento e spostarsi in una delle visuali tra Shaded, Solid, Wireframe.
• Sempre in WORKFLOW andiamo ora su BUILD TEXTURE ed operiamo sui parametri.
  • texture size (con indici in potenza di 2)
  • blending moderate (tipo di sfumatura): mosaic, average
  • mapping moderate (mappatura – mette in relazione un oggetto in 3D su una superficie in 2D mediante unwrap, a mo’ di incarto): generic (consigliato), orthophoto (per ricostruire la texture di un terreno) , adaptive orthophoto, spherical (si usa con oggetti tondi o sferici), single camera (proietta un’unica foto).
  • enable color correction

• Impostiamo MAPPING MODE=GENERIC, BLENDING MODE=MOSAIC e scegliamo in base alle nostre esigenze la TEXTURE SIZE.

• Si esegue quindi il salvataggio della texture nell’apposita cartella, rinominando il file con la dicitura <titolo del file>.psz

• Dopo tutti questi passaggi, nel caso in cui l’immagine presentasse difetti:

  • Cliccare le icone con il cerchio, il quadrato e “libero” per eliminare macchie e varie imperfezioni.
  • Tappare i buchi selezionando TOOLS, poi MESH e infine CLOSE HOLES, impostando 100% per chiudere anche i buchi più larghi.

Nel prossimo post proveremo ad approfondire alcune impostazioni avanzate.