Tutorial #01 : Come convertire fotografie in modelli 3D con 3DF Zephyr

Primi passi con 3DF Zephyr

 

Benvenuti alla serie di tutorial dedicati a 3DF Zephyr.
Con questa ricetta, imparerai le basi e come trasformare con pochissima fatica le tue foto in accurati modelli 3D con 3DF Zephyr.
3DF Zephyr è uno strumento molto potente che richiede molta capacità di calcolo. Sebbene non obbligatorio, consigliamo un dispositivo CUDA e una elevata quantità di memoria.

 

  • Passo 1 – Preparazione

Creare modelli 3D richiede foto di qualità. Puoi  provare questo tutorial con le tue fotografie oppure con il nostro dataset dimostrativo. Se desideri utilizzare le tue foto,
segui queste linee guida per imparare le modalità migliori per scattare fotografie.
Se invece desideri utilizzare il nostro dataset, scarica ed estrai questo zip da utilizzare in Zephyr! Questo dataset è composto da 65 fotografie – se stai usando 3DF Zephyr Free, non preoccuparti: utilizza solo le prime 50 fotografie – otterrai un modello meno dettagliato, ma comunque un buon modello!

download datasetDownload Dataset – Cherubino (531MB)
Download – Cherubino .ZEP file (340MB)

Una volta deciso il tuo dataset, installa Zephyr. Tutto qua! Sei già pronto per il tutorial!
Nota: a grande richiesta, il dataset del souvenir mostrato nel video di Greenlight, è scaricabile dal Tutorial #7 (uso di masquerade)
 

  • Passo 2 – Creazione di un nuovo progetto

Per creare un nuovo progetto,clicca  “Elabora” (1) e successivamente “Nuovo progetto” (2) . La scehermata del “Wizard di creazione progetto” (3) apparirà per guidarvi nel processo di creazione.
Questa fase è critica per la ricostruzione della scena, di conseguenza è necessario fornire un buon dataset: immagini sfocate o insieme di fotografie senza sovrapposizioni sono esempi di dataset non idonei per 3DF Zephyr. Puoi seguire la guida “come scattare fotografie per 3DF Zephyr” per maggiori informazioni.
Per continuare, nella finestra del “Project Wizard” clicca “Successivo” nell’angolo in basso a destra.
Nota: ci sono due opzioni nell’angolo in basso a sinistra che permettono di far eseguire automaticamente le fasi di computazione della nuvola densa e della superficie. In genere, sono utili per dataset molto grossi. Per questo tutorial, non selezionateli.
La finestra successiva è la “Pagina di selezione foto“, nella quale indicheremo a 3DF Zephyr le foto da processare. Clicca sul “simbolo di addizione” (4) e seleziona la directory dove è situato il dataset. Seleziona tutte le immagini precedentemente estratte e clicca su Apri (o trascinale da windows explorer)
Il bottone “Successivo” (5) ora diventerà cliccabile. Cliccando questo bottone si aprirà una nuova finestra che permetterà di modificare la calibrazione delle telecamere.
Nota:  gli utenti avanzati possono inserire  manualmente una calibrazione precedentemente effettuata selezionando l’opzione in basso a sinistra in questa finestra.
Ti dovresti trovare nella finestra denominata “Pagina di Calibrazione Fotocamera“. Questo argomento non è trattato in questa guida, pertanto clicca “Successivo”.
 

  • Passo 3a – Orienamento fotocamere e generazione della nuvola di punti sparsi, modalità preset

Sei pronto per la prima fase della computazione. In breve, ecco cosa succederà: Zephyr analizzerà ogni immagine e trovera le feature delle immagini (punti di interesse che il computer è in grado di capire) e confronterà ogni immagine con (in genere una sottoselezione) le altre immagini: questo viene fatto per poter posizionare le telecamere nella posizione corretta. Prima di fare questo passo tuttavia, dobbiamo dire a Zephyr che impostazioni utilizzare.
La modalità preset ti consente di selezionare le impostazioni ottimali per la maggior parte delle ricostruzioni, a seconda dello scenario applicativo (menu “Categoria“) e della accuratezza e velocità di computazione richiesti (menu “preset“). In questo caso specifico per esempio, puoi selezionare Close range (oggetti vicini) come categoria e default come preset e successivamente fare altri esperimenti con differenti impostazioni.
Andremo comunque a studiare la pagina delle impostazioni: passa alla modalità avanzata dall’apposito menù a tendina nell’angolo in alto a destra di questa finestra per procedere al passo 3b
 

  • Passo 3b – Orienamento fotocamere e generazione della nuvola di punti sparsi, modalità avanzata

Grazie ai parametri avanzati (o addirittura personalizzati) è possibile toccare ogni singolo aspetto del motore di ricostruzione di 3DF Zephyr. Nei prossimi tutorial verranno spiegati in dettaglio tutti questi parametri. Per il momento ci limiteremo ad utilizzare i preset.
Torna alla modalità preset utilizzando di nuovo il menù a tendina e assicurati di selezionare Close Range (Oggetti vicini) e Default.
Cliccando il bottone “Successivo” (6) sarai pronto per far partire la computazione e ti verrà presentato un bottone “Avvia”. Questa fase genererà una nuvola di punti sparsi e posizionerà le videocamere. Clicca “Avvia” per iniziare la computazione.
Nota: capire cosa significhino queste impostazioni è molto importante per ottenere il miglior risultato possibile con 3DF Zephyr. Questo non è un argomento trattato da questo tutorial, ma è altamente consigliato leggere la nostra guida alla regolazione dei parametri di 3DF Zephyr.
 

  • Passo 3c – Esito della ricostruzione

Dopo un po’, doversti vedere la finestra “Ricostruzione riuscita!“. Questa finestrà riassumerà quante (e quali) immagini sono state correttamente orientate. Eseguendo un doppio click sul nome del file, verrà aperta la relativa immagine nel vostro visualizzatore di immagini predefinito. Questo è utile in particolare quando si lavora con dataset di una certa dimensione, in modo da poter capire velocamente quali fotocamere non sono state ricostruite correttamente.
Clicca “Finisci” nell’angolo in basso a destra. Congratulazioni!
Hai generato la tua prima nuvola di punti sparsi in 3DF Zephyr.
 

  • Passo 4 – Muoversi in zephyr

Prima di procedere con il prossimo passo, impariamo le basi per muoversi nella scena, renderizzata al centro dello schermo (7).
Zephyr offre tre modalità di navigazione: di default, puoi navigare la scena in modalità orbitale: mantenendo il cursore del mouse sulla scena (7) tieni premuto il click sinistro e muovi il mouse per cambiare punto di vista. Per zoomare, utilizza la rotella del mouse e per eseguire il panning tieni premuto left control mentre muovi il mouse. E’ possibile cambiare la modalità con le apposite icone (8) o dal menù scena.
La modalità orbitale con pivot è identica alla precedente ma ti permette di selezionare il pivot sul modello ad ogni click.
La modalità freelook utilizza la combinazione WASD tipica dei videogiochi, con ‘Q’ ed ‘E’ per salire e scendere e click sinistro + mouse per ruotare la vista.Puoi anche muoverti velocemente nel punto di vista di una telecamera posizionandoti su di essa, cliccando con il destro e successivamente con il sinistro su “Sposta qui” (9) oppure utilizzando l’interfaccia di navigazione situata sulla parte inferiore dello schermo.
 

  • Passo 5 – Generazione della nuvola di punti densa (nuvola di punti stereo)

Ora che le fotocamere sono orientate, possiamo estrarre la nuvola di puntio stereo del nostro modello 3D. Questa volta, dal menu “Elabora” (10) seleziona “Generazione della nuvola di punti densa” (11). Comparirà la finestra “Creazione Nuvola di Punti densa” (12), clicca “Successivo” nell’angolo in basso a destra.
In questa fase, 3DF Zephyr calcolerà delle mappe di profondità per estrarre la nuvola di punti densa.
Queste impostazioni possono cambiare significativamente la qualità dell’output così come il tempo di computazione necessario, ma per il momento utilizza il preset “Close Range/Default” e clicca “Successivo” nell’angolo in basso a destra.
Clicca “Avvia” per avviare il processo di densificazione (la seconda fase necessaria per poter creare la mesh del modello 3D).
Una volta completata la densificazione, sarà possibile estrarre la mesh.
Nota: capire cosa significhino queste impostazioni è molto importante per ottenere il miglior risultato possibile con 3DF Zephyr. Questo non è un argomento trattato da questo tutorial, ma è altamente consigliato leggere la nostra guida alla regolazione dei parametri di 3DF Zephyr Pro.
Dopo la computazione, comparirà la finestra “procedura di generazione conclusa con successo”: clicca “Finisci” nell’angolo in basso a destra. Puoi navigare la scena o passare direttamente alla fase successiva.
 

  • Passo 6a – Estrazione della mesh

A questo punto, non ci rimane altro che generare la Mesh stereo: clicca semplicemente su “Workflow” (13) e poi su Estrazione Mesh (14).
Comparirà la finestra del “Ricostruzione superficie” (15). Clicca “Successivo” nell’angolo in basso a destra e comparirà la pagina “Impostazioni creazione Mesh”. Lascia tutto a default e clicca “Successivo” nell’angolo in basso a destra.
Per avviare l’estrazione della mesh, clicca sul bottone “Avvia”. Finita la computazione, clicca su “Finisci” nell’angolo in basso a destra della finestra che comparirà.
Nota: capire cosa significhino queste impostazioni è molto importante per ottenere il miglior risultato possibile con 3DF Zephyr. Questo non è un argomento trattato da questo tutorial, ma è altamente consigliato leggere la nostra guida alla regolazione dei parametri di 3DF Zephyr Pro.
 

  • Passo 6b – Estrazione della mesh texturizzata

La mesh generata nel punto 6a avrà le informazioni di colori salvate sui vertici. E’ spesso desiderabile invece avere una mesh texturizzata. Per fare questo è necessario un ulteriore step: dal menu “Elabora” (1) clicca su “Estrazione Mesh con texture” (17). Apparirà la finestra “Procedura di generazione mesh con texture” (18).
Se lo desideri, modifica i parametri secondo le tue preferenze.
Da notare come l’informazione del colore cambi a seconda del numero di fotocamere per triangolo, e la possibilita’ di impostare l’utilizzo del multiband per ottenere immagini piu’ definite. Tuttavia, da Zephyr 2.0, è inoltre disponibile la funzione “usa bilanciamento colore” che permette di ottenere automaticamente un’immagine piu’ definita. E’ ancora possibile impostare il numero di fotocamere per triangolo ed il multiband, ma per la maggior parte degli scenari si consiglia di tenere 1 come numero massimo di fotocamere per triangolo, “multiband” disabilitato e “usa bilanciamento” colore abilitato.
Cliccka “Successivo” e successivamente su “Avvia” per iniziare il processo di estrazione mesh texturizzata. Finita la computazione, clicca su “Finisci” nell’angolo in basso a destra della finestra che comparirà.
Nota: capire cosa significhino queste impostazioni è molto importante per ottenere il miglior risultato possibile con 3DF Zephyr. Questo non è un argomento trattato da questo tutorial, ma è altamente consigliato leggere la nostra guida alla regolazione dei parametri di 3DF Zephyr Pro.
 

  •  Passo 7 – Esportazione finale della mesh (non disponibile con la versione dimostrativa)

Per esportare la mesh generate, clicca sul menu “Esporta” (19) e successivamente su “Esporta Mesh con Texture” (20): comparirà la finestra “Esporta Mesh con Texture” (21).
3DF Zephyr permette l’esportazione nei formati più comuni ed utilizzati. Man mano che lo sviluppo procede, è possibile che venga aggiunto il supporto ad ulteriori formati di file, pertanto è importante mantenere la propria copia di Zephyr aggiornata.
Sono disponibili opzioni diverse a seconda del formato di file selezionato. Come visualizzatore standaolone, potete successivamente usare il vostro software di fiducia (ad esempio, Meshlab)
Quando sei pronto ad esportare, clicca sul bottone  “Esporta” nell’angolo in basso a destra. La generazione di texture sarà approfondita ulteriormente in un tutorial dedicato.
 

  • Note finali

Aprendo il file esportato nel vostro visualizzatore di modelli 3D di fiducia, dovreste vedere qualcosa simile a questo output (generato a bassa risoluzione – consulta la nostra documentazione per maggiori informazioni).

Cherub Example
by 3dflow
on Sketchfab

 
Imparare le basi è facilissimo, ma capire nel dettaglio ogni aspetto di ogni singola opzione richiede tempo ed esperienza: ricorda che è disponibile online la documentazione così come il forum dove è possibile fare domande specifiche.
 

Nel prossimo tutorial verrà discussa la bounding box. Clicca qui per procedere al tutorial successivo.