Photogrammétrie - Mes débuts

Mikaeru3D
15:36 11-26-2022
Bonjour à tous et à toutes !

Je viens vous faire partager mon retour sur mon « initiation » ou « Apprentissage » sur la Photogrammétrie.
Ce nom est d'un barbare, je trouve... enfin bref, c'est l'art de Réaliser des Objets en 3D avec de simples photographies.

Je vais commencer par... les Avertissements :

1er Avertissement : Il n'est pas nécessaire de posséder un appareil photo de 1000€ ou plus pour faire de la Photogrammétrie ! Vous pouvez parfaitement réaliser un modèle 3D, avec une webcam à 5€ ou un vieil appareil photo (y compris les Argentiques, oui ceux avec pellicule) ou avec votre téléphone portable si ce dernier est équipé d'un appareil photo.
Et contrairement à ce que vous pourriez penser. Des photos prises avec votre « Smartphone » sont plus indiqués que des photos prises avec un gros Reflex à 1500€.

Pourquoi, me demanderez-vous ?

En raison des informations stockés lors de la prise de vue.
Les photos prises avec un téléphone intègreront des « données » comme le positionnement, l'éloignement vis à vis du sujet, l'heure précise de la prise de vue... et pour certains « Smartphone », la position GPS y sera intégré.
Ceux seront des « données » que le logiciel utilisera par la suite.
La seule chose, qui sera à prendre en considération sera le nombre de photo du sujet, plus il y aura de photos, meilleur sera la reproduction 3D.

2e Avertissement : Là, "cela coule de source", comme dit le dictons, mais pour arriver à reproduire un modèle en 3D, il vous faudra un « BON PC »... et j'insiste sur le « BON », voir même « Très Bon ».
Non pas que cela ne fonctionnera pas... mais plutôt qu'il y a risque de « BSOD » de votre PC.

Alors pour répondre à la question, que vous devez vous poser : Qu'est-ce qu'il faut comme PC ?
Sachez alors, que si votre PC à une configuration qui permet de faire tourner des jeux « actuels », non je ne parle pas du Tetris et du Solitaire, mais plutôt du dernier Star Wars Battlefront, de Fortnite, de Battlefield... si tout ces jeux avec les graphismes en mode « Ultra » tournent sans chute de framerate... alors vous avez ce qu'il faut.


Un exemple concret, voici ma propre config :
Intel Core i7 9700K – CG Nvidia MSI GAMING RTX 2060 8Go + GTX 960 4Go – 32Go RAM
C'est une configuration, d'un PC Fixe, qui n'est pas récente, les jeux actuels tourne... et j'ai un peu de mal à faire tourner Meshroom.
Certaines étapes du traitement et de la modélisation prennent plusieurs heures (10 heures pour arriver au résultat plus bas).
Il est important de dire ce qui est à dire : Ce n'est pas le disque dur qui sera sollicité, mais la Carte Graphique et le Processeur.

Et donc la configuration la plus à même de facilité pour faire de la Photogrammétrie, sera un PC avec une configuration plutôt "Gamer" ou de PC de jeux.


3e Avertissement : Comme pour les Scanners 3D actuels, il faudra réaliser les photos dans un lieu bien éclairer. Pour Scanner/Photographier un petit modèle (moins de 20x20x20cm), l'utilisation d'un studio photo est très fortement recommandé !
J'ai bricolé un studio photo, avec un ruban de 20cm, du carton, et des feuilles Canson, et cela rempli sa fonction a merveille.

4e Avertissement : Cela coule de source ici aussi, mais vous ne pouvez reproduire en 3D des photos 2D, que si elles sont « acceptés » par le logiciel. Photos surexposés, flous, tordu, objets en mouvements, etc... ne pourront pas être exploités par le logiciel.

Parlons maintenant des avantages :

Pas de limite de taille !
Vous voulez reproduire en 3D votre... maison. Si vous arrivez à en faire le tour (même que partiellement) et/ou que vous arrivez à prendre une photo vue du ciel (avec un drone). Du moment que les photos sont claires et que l'objet apparaît, il sera alors possible de le reproduire.
Vous pouvez aussi vous scanner/photographier, et réaliser une reproduction 3D de votre visage, de votre tête ou de votre corps.

La finesse des détails !
Oui... plus il y aura de photos du modèles, plus le modèle 3d aura les détails.
La fourrure d'une peluche sera reproduite.


La gratuité de la plupart des logiciels de Photogrammétrie !
L'argent est bien la raison de bon nombre de guerre... et c'est souvent ce qui rebute pour certains logiciels. Mais ici présent, il y a plusieurs logiciels... et pour la plupart en Open Source et donc gratuit !


La possibilité d'extraire un modèle 3D à partir d'une vidéo !

Dans l'hypothèse que vous souhaitez fabriquer un modèle 3D d'un objet que vous n'avez plus, mais que vous avez dans une vidéo, il vous suffira de réaliser des clichés de la vidéo où apparaît l'objet en question... et si il y assez de photos détaillés, alors vous pourrez reproduire le modèle.

 

Parlons désormais des logiciels... c'est ce qui va vous intéressés, j'y mettrais ma main à couper.

Comme dit précédemment, il y a plusieurs logiciels.
Alors, je tiens d'avance à m'excuser, si dans ce bref sujet j'oublie des logiciels, je vais citer ceux que j'ai essayer, et au passage, je remercie les personnes qui m'ont indiqués l'un de ces logiciels et qui m'ont fait découvrir la photogrammétrie :

Meshroom : C'est le logiciel, le plus « Plug and Play » que j'ai essayé. Mais c'est aussi le logiciel qui s'est montré le plus gourmand en ressources matérielles sur mon PC.
A un moment Windows 10 a commencé à effectuer une mise à jour, lorsque en même temps, je traitais un modèle 3D. Cela a entraîné un plantage « Crash » du PC. J'ai bien cru que s'en était fini de mon PC. Heureusement que c'est un PC que j'ai assemblé moi même, j'en connais tout les recoins... et la méthode pour le débuguer.

Une chose est importante à retenir sur ce logiciel : Plus il y aura de photos, plus le modèle 3D qui en sortira sera fidèle à l'original. Mais plus il y a de photos plus cela demandera de traitement et de ressources à votre PC.
J'ai tenté de reproduite un modèle avec seulement 20 photos... cela n'a pas fonctionner.
Puis... en ajoutant 5 photos par 5 photos progressivement, j'ai vu que sur certain « petit » modèle, c'est seulement à partir de 45 photos que le modèle 3D commençait à être exploitable.
Mais ma tentative avec 90 photos, à bien failli faire planter mon PC, mais Windows 10 a aussi sa part de responsabilité.
Il est donc important de trouver le juste milieu en quantité de photos selon votre modèle.


VisualSFM : Tout petit logiciel « Open Source ». Mais... pas si simple que Meshroom.
Il fonctionne en 2 temps : En premier il réalise un « Plan Photo » où toutes les photos sont organisés pour reproduire un plan par point (chaque point est une photo). Ce Plan réalisé, va ensuite utilisé les informations de chaque photo pour reproduire un Plan 3D de l'objet en « Nuages de Points » qu'il faudra nettoyer et traités dans Meshlab.
Avantage à VisualSFM, qui fonctionnera sans mal sur les plus petites configurations pour la compilation des photos et la réalisation d'un nuage de point.

Les 2 plans (Plan Photo & Plan 3D) seront ensuite fusionné dans Meshlab... et après plusieurs heures de traitement manuel, vous obtiendrez un plan 3D prêt à imprimer.

Cependant... j'ai échoué à utiliser VISUALSFM, pour la raison suivante : Message d'erreur.
Le message d'erreur indique que le driver de ma puce graphique bloque la création du Plan 3D.

Je n'ai pas trouvé la solution à ce problème pour l'instant.

Mon premier test de la Photogrammétrie sur Meshroom :



Sans la texture :


Important : C'est un modèle 3D qui m'est impossible de vous partager.
Pourquoi me demanderez-vous ?.

Il s'agit d'une figurine du "Seigneur des anneaux" et donc sous "ayant-droit" tout simplement.
Partager cette figurine c'est courir le risque de poursuites judiciaires.

Revenons au sujet :

Pour un premier essai... je le trouve franchement réussi... même si j'ai bien failli "faire planter" mon pc pour y arriver.
Mais je sais désormais où était mon erreur : Limiter le nombre de point ! 100 000 000 de points c'est trop ! Faut pas dépasser 1 000 000 de points (modèle ici à 1 000 000 de points).

Qu'est-ce que le "nombre de points" ?
C'est plus exactement le nombre de "polygones" qui constitue le modèle 3D.
Plus un modèle 3D a de points, plus il est précis et détaillé.
Mais plus il sollicitera la configuration matérielle de  votre PC.

Je l'avoue... en raison du plateau de scan qui n'était pas plat... il a fallu que j'ampute légèrement les pieds de 3 mm, sinon j'avais la texture du plateau.
Je dois encore peaufiner ce genre de finition à l'avenir.

Voilà pour mes débuts dans la photogrammétrie.
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