REALVIZ ImageModeler 3.0
3D modely z fotografií
Programy nabízející tvorbu 3D modelů z fotografií jsou tak trochu opomíjenou skupinou produktů. Průkopníkem v této oblasti, který pravděpodobně nejvíce upozornil na to, že to opravdu jde, byla Canoma od bývalých MetaCreations. Vývoj v této oblasti se naštěstí nezastavil, a proto se můžeme podívat, jak si dnes stojí jeden z těchto programů - třetí verze ImageModeleru od firmy REALVIZ.

Vytvoření prostorového modelu podle fotografie má svá úskalí i přednosti.
Mezi úskalí se počítá možnost použít tento postup pouze na nepříliš komplikované a složité objekty, přednosti můžeme spatřovat v rychlosti a snadnosti, s jakou model včetně jeho věrné textury vytvoříme.
Kdo měl možnost dříve pracovat s ImageModelerem 2, bude po instalaci třetí verze jistě příjemně překvapen. Rozhraní programu vyspělo, ale současně si zachovalo svou přehlednost. Na obrazovce neuvidíte nic přebytečného - základem jsou pohledy na scénu doplněné v pravé části obrazovky prohlížečem scény. Funkce jsou přiřazeny ikonám v liště s nástroji, naleznete je samozřejmě i v menu.
Celý proces vytváření modelu se skládá z několika operací počínaje načtením snímků, kalibrací, vytvořením modelu, extrakcí textury a exportem hotového objektu. Ikony s nástroji nesou v tomto pořadí operací i číselné označení. Nejdříve si načtete fotografie jednoho objektu vyfotografovaného z různých úhlů čím jich je více, tím lépe. Je dobré mít vedle vlastního objektu na fotografii i pomocné značky, usnadníte si tím kalibraci. Při fotografování se doporučuje neměnit nastavení aparátu (zoom apod.).
Potom provedete kalibraci. Účelem kalibrace je rekonstrukce parametrů kamery, která byla použita k zachycení snímků. Kalibrace spočívá v označení shodných bodů na každém ze snímků. Logicky si vybíráte ty strategicky nejvhodnější - rohy hran, protínající se části objektů apod. Vybrané body musejí být viditelné vždy alespoň na dvou snímcích. Umisťování se provádí prostým klepnutím myši, velice šikovná je lupa, která se automaticky objeví před klepnutím a upuštěním pomocné značky.
Počet potřebných pomocných bodů (značek) je individuální a závisí na tom, kolik snímků zpracováváte a jak je objekt složitý. ImageModeler je schopen provádět progresivní kalibraci, kdy s přibývajícím počtem značek zbývající dopočítává. Současně také pomocí barev značek informuje, jak je pozice zaměření přesná - zelená značka znamená dobrou kvalitu, žlutá akceptovatelnou a červená nízkou. Cílem je samozřejmě co největší počet značek zelených. Pozici libovolné značky lze i po upuštění posouvat (nutnost, pokud máte hodně červených).
Jestliže jste s počtem značek spokojeni, můžete přistoupit k modelování. Základ modelu se většinou vytváří z některého z primitivních těles, které se editací upraví na místa značek získaných kalibrací. Primitivy jsou v ImageModeleru rovina, kvádr, válec, koule a disk. Při složitějších tvarech však s primitivy nevystačíte (primitiva nacházejí využití při modelování objektů geometrických tvarů jako jsou vázy, krabice apod.), proto v programu naleznete funkci na přímé vytváření polygonů. Nejsnadnější cestou je vytvářet polygony na místě značek, které jste v předchozím kroku vytvořili, ale obecně je můžete vytvářet kdekoliv v prostoru. Orientace normály vytvořeného polygonu je závislá na směru, v jakém jste vytvářeli body tvořící polygon (po či proti směru hodinových ručiček). Pro snadnější představu můžete s rodícím se objektem v prostoru libovolně rotovat a posouvat ho.
Protože polygony můžete vytvářet sami, je jasné, že program musí nabízet i další podpůrné funkce pro práci s nimi. Jednoduché objekty můžete přímo spojovat v komplexní pomocí funkce Merge, k zahuštění polygonové sítě slouží funkce Subdivide. Samozřejmě tu naleznete funkce na zrcadlení objektu nebo jeho části, Split na rozdělení zvoleného polygonu, Extrude na protažení po dané cestě či Bevel na zaoblení. Protože některé programy vyžadují trojúhelníkové polygony, máte možnost využít funkci automatického převedení existujících polygonů na trojúhelníkovou strukturu.
Po dokončení objektu je posledním krokem extrakce textur z fotografií na objekt, což už je matematickou záležitostí programu, který vás o jejím průběhu informuje. Nastavit můžete velikost textury, ale také například extrakci textury pro jednotlivé polygony.

Závěr
Práce s ImageModelerem je jednoduchá a intuitivní. Po vytvoření několika objektů si s programem snadno porozumíte a s patřičnou trpělivostí dosáhnete velmi slušných výsledků. Základem je však série vhodných snímků zpracovávaného objektu, bez níž ani ImageModeler neumí zázraky. Význam funkcí názorně objasňuje v elektronické podobě přiložený manuál. Velmi vhodným doplňkem je tutoriál zaměřený na tvorbu jednoduchého objektu s popisem všech kroků a přiloženými scénami v různých stupních modelování objektu. Autoři také počítali s tím, že objekty budou dále zpracovány, proto ImageModeler nabízí opravdu nadstandardní podporu exportních formátů. Co tedy chybí? Účel, k němuž byl vytvořen, ImageModeler bezezbytku splňuje a nic podstatného v něm neschází, snad jen to, že pracuje pouze s polygony, zatímco konkurenční PhotoModeler Pro od Eos Systems nabízí také práci s křivkami (NURBS).
Kde tedy hledat hlavní uplatnění ImageModeleru? Může být dobrou pomůckou pro vytváření reálných podob 3D objektů nebo scén pro web, do her či simulátorů. Na své si přijdou také architekti a rekonstrukce staveb podle snímků může být zajímavá třeba i pro archeology. A jak už bylo řečeno v úvodu, s modelem získáte i skutečnou texturu, která je neoddiskutovatelně realističtější než textury generované synteticky. Pro našince tak zůstává jediným negativem bohužel cena.

Jiří Chrustawczuk

ImageModeler 3.0.0 (build 7143)
Program pro vytváření 3D modelů z fotografií.
Minimální požadavky Pentium II 350 MHz, 128 MB RAM, 50 MB na HD, 24bitová grafika 1024 x 768 s podporou OpenGL, Windows 98 SE/NT 4 P3/2000/Me.
Výrobce/poskytl REALVIZ, Sophia Antipolis, Francie. 
Cena 68 250 Kč včetně DPH

Infotipy
www.realviz.com
Stránka výrobce
www.advancetch.cz
Stránka lokálního zastoupení



Podporované obrazové formáty pro import
Cineon, JPEG, Maya Images Files , PNG, PNM, SGITM Image Files, Softimage Pictures Files, TGA, TIFF
Podporované 3D formáty pro export
REALVIZ (RZI), 3ds max v 3.0 (MS), Alias|Wavefront OBJ (OBJ), Autodesk DXF (DXF), LightWave 3D v6.0 (LWS, LWO), Macromedia Shockwave (W3D), Maya v 2.0 (MA), SOFTIMAGE|XSI v 2.01, 3.0 (XSI), STL (Stereolithography), VRML (WRL)