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Scan 3D du dôme des Invalides (RealityCapture - 2200 photos)

shadows44

Rédacteur Web - Equipe 3DVF
Membre du personnel
#1


Bonjour à tous,

Voici un projet perso réalisé le week-end dernier dans le cadre d'un petit défi sur Sketchfab. La consigne était de faire un scan 3D d'un intérieur. RealityCapture sponsorise le défi, donc je me suis dit que ce serait l'occasion de le tester un peu.
Les participations sont variées (et peuvent être vues ici https://sketchfab.com/tags/interiorscanchallenge ) : chambres, greniers, bars...

J'ai eu envie de tenter un scan 3D un peu plus massif que ce que je fais d'habitude ( j'avais lancé un sujet de forum par ici http://www.3dvf.com/forum/3dvf/Trav...grammetrie-agisoft-photoscan-sujet_1180_1.htm ) : RealityCapture gère bien mieux que Photoscan les projets très lourds, ce dernier étant bien plus gourmand en RAM.
Du coup, j'ai tenté... Le Dôme des Invalides, avec le tombeau de Napoléon et les chapelle attenantes.

La méthode : arrivée un samedi matin vers 10h00, le but étant d'éviter la masse de touristes de l'après-midi mais aussi d'avoir une lumière relativement stable et abondante (de façon à ne pas avoir à trop monter dans les ISO).
J'ai shooté de façon relativement méthodique : un grand tour d'ensemble, puis des photos de chaque chapelle, du tombeau, et de l'étage inférieur.

Les formes en orange sur l'image ci-dessous correspondent aux endroits où j'ai pris des photos (c'est une vue de dessus) :



Quelques difficultés :
- impossible d'aller dans la plupart chapelles, j'ai photographié par les couloirs. La vue est réduite, d'où des trous ou une reconstruction approximative ;
- une des chapelles est en travaux et bloquée par des palissades, elle n'est donc quasiment pas scannée ;
- la règle en photogrammétrie est généralement de bloquer l'exposition mais vu la différence de lumière entre les zones, j'ai opté pour une exposition variable (priorité vitesse, l'ouverture changeait automatiquement).

Au final, 3071 clichés pris, et malheureusement beaucoup de déchet :
- la version d'essai que j'utilise est limitée à 2500 photos en import, j'aurais dû y penser avant... :eek:
- entre le manque d'infos à cause de la limite d'import et les photos pas toujours idéales, RealityCapture n'a pas su quoi faire de certains clichés ;
- au final le soft a su assembler 2188 caméras (dont une ou deux mal positionnées, malheureusement RealityCapture est assez casse-pieds à ce niveau : impossible apparemment d'effacer rapidement une caméra).

Ci-dessous, mes résultats en modèle 3D et nuage de points (simplifiés : le modèle brut comporte plus de 400 millions de polygones :ange: ).
Pourquoi avoir posté en WIP, du coup ? Tout simplement parce que le scan mériterait d'être traité avec toutes les photos, et nettoyé un peu. Si un jour j'ai accès à une licence sans limitation, je tenterai de refaire le calcul avec tous les clichés, voire de retourner sur place pour avoir plus de détails dans les zones mal reconstruites.

via Sketchfab


via Sketchfab

 

Arkeon

Membre très actif
#2
Bonsoir
Je n'y connais rien en scan, mais la version 3D peux être sympa pour un jeu de guerre.
Effectivement il y a beaucoup de trou, en revanche le plafond de la coupole est bien traité, c'est surprenant.
Bonne continuation dans tes test de scan.
 

charlyc

Membre très actif
#4
Super chouette !!! :)
Reality capture est vraiment vraiment bluffant :)
Surtout quand on le compare à son concurrent direct, photoscan.

(40€/mois pour la license sur steam si jamais)
 

shadows44

Rédacteur Web - Equipe 3DVF
Membre du personnel
#5
Il a ses défauts, par exemple le résultat du scan ne peut pas vraiment être édité en interne alors que Photoscan permet de supprimer des points du nuages puis de relancer la reconstruction (utile pour faire des bords plus "propres" ou atténuer un peu certains défauts). Il gère également assez mal les RAW Sony (il importe une version basse résolution), donc il faut tout exporter en TIFF ou jpeg, ça prend du temps en plus...
Par contre sa capacité à avaler des photos par centaines sans se plaindre du manque de RAM, c'est un vrai bonheur.
 
#6
effectivement je préfère aussi Photoscan d'Agisoft.

une petite astuce: pour un scan efficace je prend des vidéos en FullHD avec mon Nikkon, un travelling lent pour éviter les flou tout les reglage en full manual pour éviter les variations de température / eclairage / couleur / contraste.
décompose ta vidéo en séquence PNG. c'est largement mieux que de traiter des photos lourdes, bourrées de grain, prises tout les 5 mètres.
 

shadows44

Rédacteur Web - Equipe 3DVF
Membre du personnel
#7
Je n'ai pas encore tenté cette approche mais en effet, il faudra que je m'y mette. J'imagine que l'on peut compenser la définition inférieure par le nombre de clichés... Est-ce que tu as posté quelque part des scans obtenus avec cette méthode ?
 
#8
non pas sur le forum. mais voici un test.


le principe est tout bete, l'objet est fixe et j'ai un bras rotatif fais vite fais en meccano qui soutient l'appareil, je fais trois révolutions à des angles différents -45°, 0° et 45°. il faut le faire tourner lentement (15sec pour une rotation complète) et comme tu l'as dis, l'ordinateur fait une meilleur interpolation sur plusieurs cliché avec un pixel = une info. plutôt que 3 ou 4 big clichés avec un ramassis de pixel qui sont souvent inutilisable.
 

shadows44

Rédacteur Web - Equipe 3DVF
Membre du personnel
#9
Effectivement, ça semble être très bien passé ! Il faudra que je tente sur un sujet vivant (visage humain par exemple) : la vidéo devrait sans doute permettre d'avoir beaucoup d'images en un minimum de temps, et donc éviter les problèmes de mouvement.
Sur des sujets fixes, je suis plutôt le genre de malade perfectionniste qui prend 1000 clichés tous les 10cm. ;)
 
#10
ce type de logiciel a besoin d'un maximum de photos, plus les photos sont placées de facon linéaire et non sporadique. plus l'algorythm génére des infos avec précision... quant à savoir si il est plus efficace en terme de temps de calcul entre 1000 prises de 1920x1080 et 100 prises de 5000*3000... je n'ai jamais fait le test. mais plus les prise sont rapprochées entre elles et de bonne qualité (focale) mieux c'est.
 

shadows44

Rédacteur Web - Equipe 3DVF
Membre du personnel
#11
Pour le ratio nombre/résolution, ça dépend sans doute aussi de la taille des détails sur la surface de l'objet, qui peuvent être détruits s'ils sont fins et que la résolution est faible ou au contraire n'avoir aucun intérêt en haute résolution si la texture est composée de gros carreaux unis... Malheureusement c'est sans doute du cas par cas.

Le point positif était que d'ici quelques années on pourra à la fois maximiser la résolution et le nombre. ;)

Je viens de penser à un autre usage possible de la technique vidéo : j'ai fait quelques essais très décevants au fisheye, je me demande si cette approche ne donnerait pas de meilleurs résultats en permettant d'augmenter fortement le nombre de clichés. Il faudra que je teste et que je compare (en qualité de résultat et temps passé) à du grand angle classique. J'envisageais de scanner des lieux un peu exigus comme les catacombes, ça s'y prêterait sans doute.
 

paulp

Nouveau venu
#12
Hello Benoit, Vraiment sympa comme projet !

Pour ce type de scan, quelques captures Lidar en plus de la photogrammétrie permettraient d'obtenir un résultat encore plus sharp. La combinaison Lidar / Photogrammétrie dans RC marche vraiment bien.

Concernant le débat photo ou vidéo, je préfère les photos de mon côté :
  • Généralement de meilleure résolution, et donc potentiellement plus de détails dans le scan.
  • Possibilité d'utiliser un temps d'expo assez long + trepied lorsque la lumière est limite en intérieur (et éviter de trop monter les ISO et d'introduire du noise).
  • RC utilise les metadata GPS pour assister l'alignement si elles sont présentes ( Photo drone ou module GPS pour DSLR).
  • Shooter en raw en video n'est pas toujours évident, et souvent moins flexible qu'en photo.
  • En présence de surfaces lisses / avec peu de features (pas vraiment idéales pour la photogrammétrie), une grosse résolution peut révéler des aspérités et aider RC pour l'alignement.
Le nombre de photo nécessaire dépends surtout de la complexité du sujet à scanner ;
Pour un objet relativement convexe et simple, comme un visage humain, 40 clichés permettent d'obtenir un résultat satisfaisant.
En revanche pour des sujets plus tricky, comme ton scan d'intérieur, il faudra beaucoup plus de clichés pour avoir suffisamment d'overlap et un alignement correct.

Une approche intéressante consiste à mixer photo et vidéo : des clichés HD + Un tour d'horizon à la GoPro pour être sur de n'avoir rien loupé et assurer l'alignement. Il y a toujours moyen de désactiver les images provenant de la video pour le meshing / texturing si nécessaire.

Concernant ton dernier post sur les catacombes, c'est clairement le manque de lumière qui va poser problème, dans ce cas de figure un scanner Lidar semble mieux approprié.

Bon scan :) ( et bonne année aussi ! )
 

shadows44

Rédacteur Web - Equipe 3DVF
Membre du personnel
#13
Bonne année également. ;)

La combinaison Lidar/photogrammétrie est tentante, par contre financièrement ce n'est pas du tout le même niveau, malheureusement. Certaines approches low cost arrivent (j'en avais parlé ici http://www.3dvf.com/actualite-20226-sweep-3d-scanner-un-lidar-low-cost-a-monter-soi-meme.html ) mais en termes de précision on est loin d'une capture Lidar classique...

La combinaison photos + vidéo peut effectivement être intéressante, il faudra que je teste !

Pour les catacombes, j'envisage de tenter un scan avec la méthode de Giroptic ( http://www.3dvf.com/actualite-22111...togrammetrie-un-outil-en-beta-debut-2018.html ), quand la beta sera lancée : je pense qu'une caméra 360° en mode vidéo ou timelapse sera moins fastidieuse qu'un Lidar pour ce type d'environnement "couloir", avec en prime l'avantage de pouvoir tenter un scan sans la moindre autorisation spécifique, "en touriste". Si la géométrie est à peu près correcte, même approximative (la forme des couloirs sans les détails des crânes) et que les textures sont acceptables, ça devrait être suffisant pour une visite virtuelle, par exemple.