Фотограмметрия и фотограмметрические программы

«Бюджетный» компьютер для фотографа

Не совсем «Бомж» версия, а минимальный по цене — набор железа, чтобы тянул все Лайтрумы и Фотошопы бы без тормозов и задержек, про «чтоб всё летало»пока не говорим. Про мощный агрегат — «чтоб года 4 не менять» и про МОНИТОРЫ — в следующих статьях. А для тех, кто не любит много букв, конфигурация в конце статьи.

И сразу скажу товарищам, которые выбирают комп чтобы ПОФОТОШОПИТЬ и В СОВРЕМЕННУЮ игрушку ПОИГРАТЬ — эта статья НЕ ДЛЯ ВАС! Так же данная сборка не пойдет для видео монтажа! Здесь рассматриваем железо для задач графических редакторов, игры используют железо по другому! То, что хорошо «тащит» современную игру, мало полезно для Lightroom.

И сразу же надо оговориться, НОУТБУКИ НЕ ГОДЯТСЯ КАК КОМПЬЮТЕР ДЛЯ ФОТОГРАФА! (только если вынужденная мера, например переезжаете каждый месяц)

• Они гораздо более слабые, и если в вашем ноутбуке написано,что стоит процессор intel-i9, и в настольном компьютере он также называется intel-i9 — ЭТО ДВА СОВЕРШЕННО РАЗНЫХ ПРОЦЕССОРА! Тот, что в ноутбуке скорее ближе к тому, что стоит в телефоне Iphone 13, чем к нормальному процессору, потому что в ноуте он должен быть максимально экономичным!
• Так же в ноутбуках — буке маленький объем памяти для хранения данных. SSD диски имеют не большой объем. И если вы думаете, что подключите внешний жесткий диск и все ок — то УВЫ, скорость передачи данных будет очень медленной и программы будут тормозить, обращаясь к данным на внешнем носителе. ДА и если вы фотограф, памяти надо много!
• Размер ДИСПЛЕЯ ноутбука — делает ретушь, обработку и особенно — выбор фотографий очень не удобным! ВЫ тратите самый драгоценный ресурс — ВРЕМЯ!
• ВЫ переплачиваете за ноутбук в 2, а то и 6 раз! За стоимость бюджетного ноутбука с ips дисплеем, слабеньким intel — i5 и SSD-256 gb можно собрать мощный компьютер с монитором 22 дюйма!

Сначала немного теории, а в конце конфигурация, с которой можно идти в магазин! Рекомендую покупать по запчастям, там где дешевле! Не берите все в одном магазине.

RealityCapture

RealityCapture отличается высокой скоростью обработки данных по сравнению с программами-аналогами, причем это никак не сказывается на точности и качестве результата. ПО может комфортно работать на компьютерах и ноутбуках со средними техническими параметрами. Это особенно удобно, благодаря возможности проверять пригодность фото непосредственно на месте съемки. Например, 400 фото на стандартном ноутбуке обрабатываются за 10 минут.

1

Программа анализирует обычные фотографии и данные, полученные путем лазерного сканирования. Применима для различных областей: создания двухмерных и трехмерных карт, моделей, 3D-печати и др. Чтобы протестировать возможности Reality Capture бесплатно, можно скачать и установить демо-версию. Полный функционал доступен после покупки лицензии (подписка или разовый платеж).

• быстрая обработка данных;
• универсальный инструментарий для различных сфер деятельности;
• удобный интерфейс;
• небольшая нагрузка на ПК.

• высокая стоимость полной лицензии.
• нет русского языка.

Обзор существующих программных продуктов

В настоящее время на рынке присутствует довольно большое количество продуктов для создания трехмерной модели по фотографиям. В результате проведенных исследований были выбраны наиболее соответствующие нашим задачам продукты: PhotoScan (Agisoft), Pix4Dmapper (Pix4D), ContexCapture (Bentley Systems).

PhotoScan — это отечественный продукт, широко используемый специалистами, работающими с компьютерной графикой и профессиональными дизайнерами. Бюджетный и эффективный, PhotoScan является одним из ведущих решений для «полупрофессионального» рынка. Войти в перечень профессиональных решений продукту пока не позволяют такие недостатки, как слабые возможности масштабирования и низкая производительность.

Рис. 1. Результаты съемки после обработки Photoscan

Pix4Dmapper — разработанный в Швейцарии продукт, который сразу же стал использоваться для аэрофотосъемки с БЛА. Pix4Dmapper позиционируется как ведущее решение для работы с ортофотопланами, облаками точек и цифровыми моделями местности (ЦММ) на средних и малых проектах. К его плюсам можно отнести возможность редактирования ортофотоплана, детализацию модели, использование Pix4D большинством производителей БЛА в аппаратной связке с ПО дрона. Из недостатков: низкая производительность, ограниченные возможности масштабирования и взаимодействия с моделью.

ContexCapture — продукт французской фирмы Acute3D, которую в 2015 году поглотила компания Bentley Systems [2]. Продукт характеризуется как решение для автоматического и высокоточного построения 3D­моделей на основе простых фотографий, получаемых с помощью любого устройства — от смартфона до специализированных камер и сканеров. Решение обладает неограниченной масштабируемостью — от предмета до города. Точность представления ограничена только параметрами фотографий. Также важным преимуществом является возможность генерации не объемного облака точек, а трехмерного массива, который обладает свойствами геометрической модели. Решение выделяется своими промышленными характеристиками. К недостаткам можно отнести относительно слабые возможности по созданию интерьеров.

В итоге мы имеем три уникальных продукта, у каждого из которых есть свой набор как достоинств, так и недостатков.

Какой диск выбрать для Photoshop

Если вы профессионально занимаетесь обработкой графики и фотографий, то, возможно, у вас уже есть какой-либо NAS или массив жестких дисков, на котором вы храните резервные копии своей работы. Если нет, то с этого стоит начинать, потому что не существует надежного плана защиты от потери данных. Здесь я остановлюсь на проблеме системного диска.

При выборе системного диска для фотошопа многое зависит от типа и размера проектов, с которыми вы работаете. Если вы работаете над небольшими проектами, то любой SSD, даже SSD среднего уровня с интерфейсом SATA, будет вполне достаточно, и будет лучше инвестировать деньги в увеличение размера системного диска, чем в увеличение его производительности. Для более крупных проектов, размеры которых измеряются сотнями мегабайт или даже гигабайт, стоит доплатить за носитель PCI Express с разъемом M.2 и поддержкой протокола NVMe. В подавляющем большинстве ситуаций достаточно приличного диска среднего класса.

Однако, если вы работаете с очень большими проектами и часто переносите много гигабайт данных через системный диск, то в такой ситуации вам следует подумать о покупке носителя PCI Express с памятью MLC, например, серии Samsung Pro. Однако, как я уже упоминал, доплата за более быстрый носитель имеет смысл, только если вы действительно работаете над очень большими проектами и обрабатываете большие объёмы данных. В противном случае лучше инвестировать в больший диск, чем в более быстрый.

HDD/SSD

Программное обеспечение лучше устанавливать на SSD-диск, объемом от 240 ГБ, чтобы влез весь софт и важные для проектов файлы. Если уже и брать HDD, то со скоростью вращения 7200 об/мин. Это обеспечивает наилучшую стабильность.

У SSD-дисков существуют разные типы памяти. Самые распространенные для домашних решений — TLC и MLC. TLC дешевле, но у него малый срок жизни — от 3000 до 5000 циклов перезаписи. К тому же он плохо работает с большим объемом мелких файлов. MLC ощутимо дороже, но живет в 2-3 раза дольше — около 10000 циклов и не имеет проблем с большими объемами мелких данных.

Как правильно подобрать компьютер для обработки фотографий

В этом материале мы ориентируемся на продуктовую группу Adobe Creative Cloud, поскольку именно это программное обеспечение наиболее популярно в сегменте обработки снимков. На официальном сайте разработчика в блоке ответов и вопросов, более 90% информации посвящено тому, как повысить производительность железа за счет оптимизации и освобождения оперативки. И Lightroom, и Photoshop буквально «проглатывают» память, тем самым снижая скорость и производительность работы компьютера. Именно по этой причине, взаимодействие с ПО на «яблочной» продукции практически невозможно.

Оптимальное решение в этом случае – видеокарта NVIDIA. Главное преимущество – возможность применять даже ресурсоемкие инструменты без подтормаживания и зависаний. Адаптер выполняет большинство операций потоковой визуализации, благодаря чему процесс обработки ускоряется.

Когда нужны для работы мощности процессора, то тут допустимо использование любого современного камня. Под современным подразумевается процессор, выпущенный после 2015 года. Оптимальное решение – Intel с 6 и более ядрами на 3-6 потоков. Поскольку большая часть функционала не требует более одного потока, то многопоточность не является обязательным условием. А вот тактовая частота важна.

Давайте более детально рассмотрим подходящую «начинку» компьютера.

Видеокарта

При создании современных видеоадаптеров разработчики делают акцент на 3D. Данная технология довольно мощная и для двухмерных изображений не обязательна. Поэтому, при выборе компонента можно игнорировать опцию. Для обработки фотографий вполне подойдет любая современная видеокарта. Но лучше всего выбирать среди линейки NVIDIA, так как большинство инструментов Adobe хорошо совместимы именно с этим решением. Благодаря наличию ускорения на GPU, удается использовать множество дополнительных инструментов ПО:

1. Умная резкость.
2. Деформация перспективы.
3. Пластика.
4. Галерея размытия.

При взаимодействии с программой Lightroom также можно активировать опцию «улучшенное изображение». Данная технология работает на основе искусственного интеллекта. Суммарно NVIDIA позволяет использовать дополнительные 30 функций программного обеспечения.

Хорошим вариантом служат NVIDIA RTX 2060 super, а также NVIDIA 2060. Драйвер этого адаптера позволяет работать со всеми современными технологиями в сфере обработки снимков.

Данные карты – наиболее сбалансированный тандем производительности и цены. Вы получите высокую производительность и функциональность при минимальных тратах. Особенно хорошо заметно качество работы при взаимодействии с большими файлами, наложение любого эффекта занимает доли секунд. Наглядно оценить работоспособность видеокарт можно при пакетной обработке снимков.

Процессор

При выборе камня стоит обратить внимание на Intel Core i5 и i7. Процессоры 9й серии позволяют полностью удовлетворить потребности в мощности оборудования при работе с фото.

Обратите внимание! Более современная, 10 серия, отличается наличием технологии многопоточности. С помощью железа реализуется разделение физического ядра на два отдельных вычислительных потока при полной сохранности суммарной мощности в каждом. Эта опция нужна при работе с трехмерной графикой, майнинге криптовалют, гейминге, но для работы с фоторедактором эти опции бесполезны.

1. Intel Core i5-9600KF – камень на 6 ядер с тактовой частотой 3,7 ГГц. Реализован режим Turbo Boots, с помощь которого частоту можно разогнать до 4,6 ГГц. Этот процессор – актуальное решение, которое позволит работать со всеми существующими технологиями по обработке фотографий. Однако, нельзя сказать, что камень – лучший выбор. Его мощности покрывают текущие задачи, но запаса производительности на будущее у него нет.
2. Intel Core i7-10700K – это камень смело можно покупать с прицелом на будущее повышение производительности. Процессор функционирует на базе 8 ядер и 16 потоков. Тактовая частота 3,8 ГГц, а при разгоне она повышается до 5,1 ГГц. И хотя многопоточность пока не актуальна при работе с двухмерными изображениями, тем не менее, в будущем эта опция может понадобиться.

Если же хочется попробовать другие варианты комплектующих, то имеет смысл выбирать из моделей с буквой К в названии. Этот символ, означающий что процессор можно разгонять. Функционал Adobe Creative Cloud одноядерный, но возможность разгона упрощает работу с железом. Так, при повышении нагрузки, технология автоматически поднимет тактовую частоту в период максимальной загрузки, а когда необходимость исчезнет – снизит ее для защиты от перегрева.

Оперативная память компьютера

Мы уже говорили, что оперативная память – любимое «блюдо» продуктов Adobe Creative Cloud. Поэтому, на этот аспект следует обратить особое внимание. Чем ее больше, тем комфортнее работать за ПК. Никакого особого увеличения производительности при избыточном количестве памяти не будет, однако, дефицит оперативки – это гарантия зависаний, фризов, лагов. При этом, они появляются мгновенно и сопровождают весь процесс работы.

Поэтому, при выборе объема, лучше больше, чем меньше. Наличие достаточного размера позволит вам:

1. Накладывать 50-100 слоев за один сеанс без лагов и зависаний.
2. Установить до 1000 различных действий за историю.
3. Держать свыше 1000 открытых вкладок в браузере.
4. Кешировать файлы и данные, размер которых несколько Гб.
5. Использовать и загружать миллионы шрифтов, фонов, кистей, текстур.

Конечно, все эти приятные бонусы можно упразднить. Но в любом случае для взаимодействия с Photoshop и другим ПО от Adobe потребуется от 16 Гб оперативной памяти. Это минимум, который позволит работать в программе, открыть браузер и мессенджер одновременно.

Но лучше всего для фотографов и дизайнеров, которые регулярно занимаются обработкой изображений, размер оперативки от 32 Гб. В этом случае вы точно исключите вероятность перегрева, лагов, фризов и зависания системы.

Не менее важный параметр при выборе видеокарты – высокая частотность. DDR4 предлагает 4266 МГц. Но это, пожалуй, слишком. А вот тактовая частота в диапазоне 2933МГц – то, что нужно. Это позволит ускорить работу ПК, что обязательно скажется на скорости взаимодействия с фотографиями.

SSD диск

Пожалуй, вовсе не стоит покупать в 2022 железо, где нет SSD. Это современное, недорогое решение, которое оказывает прямое влияние на производительность, увеличивая его в несколько раз. При выборе варианта не обязательно покупать самое мощное предложение рынка. Будет достаточно объема в 500 Гб. Данного размера хватит, чтобы расположить там систему, программное обеспечение и проекты, которые сейчас в работе. Готовые и завершенные работы можно хранить на съемном носителе или в облаке.

Современные SSD диски бывают 2х типов:

1. SATA – стандартный тип, данный порт рассчитан на подключение жесткого диска. Скорость тут усредненная.
2. M.2 – специализированный порт на материнской плате, главное преимущество – возможность увеличить скорость записи и чтения информации до 3,5 Гб/с. Это в 7 раз быстрее, чем работает SATA.

Несмотря на то, что М.2 предлагает более передовые решения, такие возможность есть только у ТОПовых моделей от ведущих производителей. Например Kingston KC2000, а также модель EVO Plus 970 от Sumsung.

Системные требования 3ds Max для 2022 года

• Windows 7 (с пакетом обновления 1);
• Windows 8;
• Windows 8.1;
• Windows 10 Профессиональная.

1. Процессор: либо многоядерный (как минимум 4 ядра) AMD с поддержкой набора инструкций SSE4.2, либо 64-разрядный Intel. С 2014 года продукты компании Autodesk не работают на 32-разрядных ОС.
2. Объем оперативной памяти: не менее 4 ГБ. Практика опытных 3D-дизайнеров показывает, что лучше обеспечить ОЗУ не менее 16 ГБ, вопреки официальным рекомендациям Autodesk. Кроме этого, работа процессора и работа RAM связана, поэтому не стоит экономить на этих комплектующих.
3. Свободное место на диске: для установки нужно 9 ГБ свободного пространства.
4. Указывающее устройство: мышь с тремя кнопками. Многие специалисты пользуются геймерской мышью, поскольку такие устройства могут просчитывать при движении по экрану большое количество точек. А дополнительные кнопки позволяют назначить на них часто используемые клавиатурные сочетания.
5. Видеокарта, подходящая для 3D-моделирования и рендеринга: тип памяти – DDR5, объем памяти – от 1 ГБ.

Большое количество ядер в компьютере 3D-дизайнера необходимо для обеспечения высокой скорости рендера. В процессе рендеринга движок делит изображения на отдельные части, затем каждой из них назначает по ядру. Таким образом, происходит параллельная обработка разными ядрами задач; после выполнения одной задачи назначается другая, и так до финального вывода изображения или видео. Такая последовательность задач в рамках одного ядра называется «поток», и их количество тоже влияет на эффективность рендеринга.

Есть магазины, в которых можно купить готовый компьютер со всеми комплектующими под задачи 3D-дизайна. Однако цены на такие товары часто завышены: гораздо дешевле собирать компьютер под свои потребности самостоятельно

Для сравнения: во время непосредственно моделирования задействуется только одно ядро, поскольку действия для в выстраивания сцены происходит последовательно, по чёткому алгоритму. Поэтому их обработка происходит процессором пошагово.

В процессоре должно быть не меньше 4 ядер, особенно если речь идёт о стационарном ПК для 3D-моделирования.

Процессоры AMD Ryzen для 3ds Max

Intel занимала лидирующие позиции на рынке вплоть до 2017 года – тогда AMD выпустили линейку процессоров Ryzen и встали на один уровень со своим единственным и сильным конкурентом.

1. Intel определили в качестве своей цели совершенствовать ICP-показатели (Instructions per Cycle – показатели за такт). Это значит, что компьютеры с их процессорами в состоянии провести больше операций одновременно за один цикл.
2. У AMD основная задача – обеспечить параллельную обработку данных.

Иногда процессоры обеих фирм могут быть почти взаимозаменяемыми.
Например, один из самых бюджетных вариантов, который подойдёт новичкам – четырехъядерный AMD Ryzen 3 1300X с четырьмя потоками. В 2022 году его стоимость колеблется в пределах 7 000–8 500 руб.
Примерно за те же деньги можно купить Intel i3 8100 с похожими характеристиками.

1. Ryzen 9 3950X. Имеет 16 ядер и 32 потока, превосходит характеристики процессоров Intel Core i7 по аналогичной цене почти в два раза.
2. Ryzen 7 3700X. Количество ядер и потоков – 8 и 16 соответственно. Обеспечивает высокую скорость рендеринга, при этом демонстрирует высокие показатели энергоэффективности.

Фотограмметрия

Пер­вый спо­соб ска­ниро­вания реаль­нос­ти — фотог­раммет­рия. Это самый дос­тупный и уни­вер­саль­ный спо­соб получить трех­мерную модель объ­екта или сце­ны. Фотог­раммет­рия опре­деля­ет фор­му, раз­мер и положе­ние объ­ектов по фотог­рафи­ям.

Как это работает?

На пер­вом эта­пе дела­ем серию фото с помощью обыч­ной камеры. Фотог­рафиру­ем объ­ект или сце­ну со всех сто­рон так, что­бы сним­ки получи­лись внах­лест.

На вто­ром эта­пе ПО находит на каж­дой фотог­рафии опре­деля­ющие соот­ветс­твия. Сущес­тву­ет нес­коль­ко методов получе­ния таких дес­крип­торов: SIFT, SURF, KAZE, AKAZE, ORB и BRISK. Пока срав­нитель­ный ана­лиз этих инс­тру­мен­тов на рус­ском язы­ке недос­тупен. Деталь­но изу­чить этот воп­рос поможет ан­гло­языч­ная статья на Research Gate.

На треть­ем эта­пе ПО сопос­тавля­ет дес­крип­торы друг с дру­гом. Получа­ется трех­мерное обла­ко точек, которое опи­сыва­ет реконс­тру­ируемый объ­ект. Для каж­дой фотог­рафии ПО стро­ит кар­ту глу­бины, где рас­счи­тано рас­сто­яние от камеры до каж­дого пик­селя.

Софт объ­еди­няет дан­ные с нес­коль­ких карт глу­бины и стро­ит меш объ­екта.

За­тем алго­ритм учи­тыва­ет усреднен­ное зна­чение пик­селей и тек­сту­риру­ет меш. Ре­зуль­тат на видео.

Го­товую модель невоз­можно исполь­зовать для соз­дания 3D-кон­тента или VR. Пос­ле фотог­раммет­рии нуж­на руч­ная доработ­ка, о ней более под­робно ты можешь про­читать в статье на сай­те Exyte.

Какое оборудование понадобится?

Для фотог­раммет­рии подой­дут нес­коль­ко устрой­ств — камера смар­тфо­на (объ­ект на кар­тинке выше снят на Samsung S8+), зер­каль­ная или без­зеркаль­ная камера со сле­дующи­ми фун­кци­ями и свой­ства­ми:

• фик­сация балан­са белого;
• фик­сация фокус­ного рас­сто­яния;
• ми­нималь­ная дис­торсия объ­екти­ва;
• ко­рот­кая выдер­жка при съем­ке с рук.

Ес­ли ты сни­маешь на смар­тфон, имей в виду, что для фотог­раммет­рии нужен руч­ной режим съем­ки и хорошая опти­ка. Для получе­ния качес­твен­ного резуль­тата луч­ше все­го исполь­зовать новые модели. На Android и iOS есть при­ложе­ния, которые фотог­рафиру­ют объ­ект и демонс­три­руют пред­варитель­ный резуль­тат ска­ниро­вания в реаль­ном вре­мени. Пос­ле объ­ект реконс­тру­ирует­ся на смар­тфо­не или в обла­ке, но резуль­тат не впе­чат­ляет. Получен­ные модели не годят­ся для 3D-кон­тента или VR. На мой взгляд, наибо­лее пер­спек­тивное при­ложе­ние — display.land.

Да­же луч­шие камеры смар­тфо­нов име­ют слиш­ком малые физичес­кие раз­меры мат­рицы и линз. Без спе­циаль­ных прог­рам­мно‑аппа­рат­ных филь­тров они усту­пают пол­нофор­матным камерам, осо­бен­но если осве­щение неидеаль­ное.

Ес­ли тебе инте­рес­но, может ли камера смар­тфо­на сопер­ничать с сис­темны­ми камера­ми, ты можешь почитать об этом в статье на сай­те DXO.

От качес­тва пол­нофор­матной камеры зависит мно­гое, но основную работу в реконс­трук­ции объ­екта дела­ет ПО, нап­ример плат­форма MeshRoom или ком­мерчес­кое ПО RealityCapture.

Для реконс­тру­иро­вания с исполь­зовани­ем MeshRoom тре­бует­ся мощ­ный компь­ютер (вро­де Core i7, 32 Гбайт RAM, Nvidia CUDA).

Ограничения фотограмметрии

У фотог­раммет­рии нес­коль­ко огра­ниче­ний:

• по­вер­хнос­ти объ­ектов не дол­жны быть отра­жающи­ми, проз­рачны­ми или одно­тон­ными;
• объ­ект не дол­жен дви­гать­ся и менять фор­му;
• ос­вещение и опти­чес­кие парамет­ры камеры не дол­жны менять­ся.