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Accueil / Magazine / Didacticiels / Photogrammétrie : débuter avec Agisoft PhotoScan

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Photogrammétrie : débuter avec Agisoft PhotoScan

Publié le 15 février 2017 par shadows44
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PhotoScan

Nous vous avions déjà proposé un dossier sur la photogrammétrie, axé sur les avantages/inconvénients de cette méthode et sur la prise de vue. Nous ne reviendrons donc pas sur ces points ici, mais nous nous intéresserons à la suite logique : la reconstruction d'un modèle 3D après avoir pris une série de photos.
Nous utiliserons ici PhotoScan, un des outils de référence dans ce domaine. Il est payant, mais
une version d'essai 30 jours est disponible.

Notez aussi que l'éditeur de PhotoScan propose des ensembles de photos qui pourront vous servir de base pour suivre ce tutoriel.

Enfin, n'hésitez pas à laisser vos remarques et questions sur le forum 3DVF : nous ne manquerons pas d'y répondre et d'améliorer le tutoriel si nécessaire.

 

PhotoScan

 

PhotoScan : présentation et versions

Edité par la société russe Agisoft, PhotoScan se présente comme un outil de photogrammétrie professionnel. Il permet donc de recréer des modèles 3D à partir de photos d'objets réels, mais pas seulement : il propose également des fonctions SIG (systèmes d'information géographique) comme la création de vues aériennes en orthomosaïque (autrement dit, en supprimant les effets de perspective), la génération de modèles d'élévation du terrain, des outils de mesure de précision (distances, surfaces, volumes), ou encore la gestion d'imagerie multispectrale (infrarouge, caméras thermiques). Il permet même d'assembler des panoramas et de capturer des scènes en "4D" (création d'une séquence de modèles 3D).

Ce foisonnement de fonctionnalités s'explique par les marchés très divers visés par le produit : 3D classique, patrimoine, spécialistes des drones et de l'imagerie aérienne, aménagement du territoire, etc.

L'outil se décline en deux versions :
- PhotoScan Standard, relativement accessible, se focalise sur la photogrammétrie "pure" avec la génération de nuages de points et de modèles 3D texturés.
- PhotoScan Professional, bien plus onéreux (20 fois le tarif de la version standard). Cette déclinaison comporte toutes les fonctions avancées décrites plus haut, mais aussi le scripting python et le traitement en réseau.

Ce tutoriel d'introduction s'appuiera sur la version standard, de façon à être le plus accessible possible. Il a été réalisé avec la version 1.3 du logiciel.

 

PhotoScan

 

Matériel

L'éditeur propose quelques conseils sur l'équipement idéal pour faire fonctionner PhotoScan. Le logiciel est gourmand : il est recommandé de disposer de 32Go de RAM au minimum, si possible davantage. La consommation de RAM augmente linéairement avec la résolution des photos, et grimpe avec le niveau de qualité de la reconstruction, le nombre de clichés et la façon dont ils ont été pris.
Un guide dans la FAQ donne des valeurs approximatives qui vous aideront à dimensionner votre matériel. Notez bien que pour de nombreux usages, il est inutile de faire appel au niveau de qualité maximal : nous vous conseillons de faire des essais avant d'investir massivement.

Du côté du CPU, un processeur multi-core rapide (au moins 3GHz) est recommandé. Enfin, PhotoScan tire très bien parti des GPUs, via OpenCL et CUDA. Les cartes de type GeForce haut de gamme offrent ici un bon rapport performances/prix.

Du côté de l'OS, vous avez le choix : PhotoScan est proposé sous Linux, Windows 32/64 bits, OS X.

Premiers pas et optimisation

Une fois le logiciel téléchargé et installé, nous vous invitons à faire un tour dans le menu "Tools" puis "Preferences".
Le premier onglet permet de passer l'interface en français, d'activer si nécessaire le mode High DPI. Il est possible de changer de thème graphique : nous resterons en mode "Classique" pour ce tutoriel.
Dans le second onglet, vous pouvez activer/désactiver l'utilisation d'un ou plusieurs GPUs ; si un GPU n'est pas visible, pensez à mettre à jour vos drivers.



PhotoScan

PhotoScan


 

Interface

L'interface de PhotoScan est relativement claire : un viewport central affiche le modèle 3D, et des panneaux latéraux affichent les photos du projet (en haut de ce panneau, des boutons permettent notamment d'afficher les masques et d'ajuster la taille des miniatures), l'espace de travail (pour un projet basique, inutile de trop vous y intéresser), une console qui indique les opérations en cours.
Les différents panneaux peuvent être déplacés et repositionnés à loisir en cliquant-glissant sur leur titre.



Un menu à retenir : "Vue" permet d'une part de basculer entre les différents affichages (qui sont grisés quand ils n'ont pas encore été calculés), mais aussi d'afficher/masquer des objets, et enfin de basculer entre un affichage en perspective (classique) ou orthographique. Ce dernier sera fort pratique lorsqu'il s'agira d'ajuster le volume de reconstruction dans les étapes suivantes.

 

PhotoScan

 

Première étape : ajout de photos

Par défaut, le logiciel s'ouvre sur un projet vierge. Cliquez sur l
e second bouton du panneau "espace de travail" pour ajouter des photos.



 Il est à noter que PhotoScan gère de nombreux formats : jpeg, TIFF, PNG, OpenEXR, DNG, mais aussi certains formats RAW d'appareils photo.

 

PhotoScan

 

Une fois les photos ajoutées, on constate qu'elles sont visibles dans le panneau "Photos". Dans l'espace de travail, un "Chunk" a été créé, et autant de "Caméras" que de photos.

Les "Chunks" permettent de travailler par portion, par exemple en reconstruisant en 3D la portion basse d'un modèle dans un "chunk", la portion haute dans un autre, puis en fusionnant l'ensemble.

L'intérêt principal : en ne travaillant que sur une partie des clichés à chaque fois, on a besoin de moins de mémoire, ce qui est utile si vous ne disposez pas de beaucoup de RAM.

Ce tutoriel étant axé sur les bases, nous ne détaillerons pas ce système ; nous allons travailler avec le mode par défaut, toutes les photos étant dans le même "chunk".

 

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Les derniers commentaires (7)

#1
Merci pour ce tutos :)
 
#2
On vient de me poser une question sur le matériel photo que j'emploie, voici donc quelques détails : - j'ai un Sony A7RII, mais j'ai longtemps travaillé avec un Canon 7D Mark I (la plupart de mes scans ont donc été faits sous Canon). - Pour les derniers scans mis en ligne ( https://sketchfab.com/shadows44/models ) l'objectif est un Sony SEL2870. Par le passé j'ai utilisé un peu de tout, de l'objectif standard Canon au 100mm macro en passant par le 70-200 f4. Je n'ai jamais fait d'essais au fisheye, par contre, mais en théorie c'est possible. Mon choix actuel est issu d'un compromis entre les divers usages que je fais de mon boîtier, qui me sert aussi pour la prise de vue classique (les photos de conférenciers du PIDS, par exemple, ont été prises au A7RII). J'ai opté pour le Sony à la fois pour la résolution et les performances en ISO élevés, vu que je travaille beaucoup avec peu de lumière, que ce soit pour le scan dans des musées ou sur les évènements couverts pour 3DVF. Les points à retenir pour le matériel photo, selon moi : - n'hésitez pas à fouiller dans les tests https://www.dxomark.com , qui donnent une idée du niveau de détail que l'on obtient avec tel ou tel objectif, et surtout, regardez l'uniformité : pour du scan, le piqué doit idéalement être assez élevé, mais aussi homogène... - les performances à pleine ouverture comptent peu, puisqu'en photogrammétrie on doit souvent baisser un peu pour avoir une bonne profondeur de champ. Ca tombe bien, des objectifs "moyens" à pleine ouverture et donc pas trop chers voient généralement leurs performances monter quand on passe à f4, f8. - En cas de manque de lumière, il faudra souvent trouver un équilibre entre ISO élevés et profondeur de champ. Selon le boîtier, le curseur se déplacera, par exemple avec le 7D, je savais que grimper à 6400 ISO équivalait à la roulette russe : résultat médiocres ou inutilisables. - Bref : expérimentez, et si la lumière manque, utilisez si possible un trépied, et/ou rajoutez de la lumière, par exemple avec des panneaux LED ou des flashes et une "tente photo", en veillant à avoir un éclairage homogène. Si vous avez des questions générales ou pour une situation précise, n'hésitez pas. :)
 
#3
est ce que des personnes on testé si un setup de prise de vue "cross polarised" permet d'augmenter la propretés des shoot et l'obtention de meilleurs détails lors de la reconstruction
 
#4
J'avais commencé à faire qqes essais mais je manque encore d'expérience sur le sujet. Par contre, j'étais tombé sur cette boutique pour acheter du matériel : http://polarization.com/polarshop/ Ils vendent du film polarisant linéaire au pied (43cm de large, longueur par multiple de 30cm) : pas cher du tout, même si le matériau n'est pas parfait (c'est en rouleau donc pas plat et pas très pratique lors de la découpe). Ils proposent aussi des plaques rigides : je n'ai pas testé donc je ne sais pas si ça se découpe facilement.
 
#5
Bonjour, Merci pour ce tuto très facile à suivre. Y-a t-il des solutions Open Source gratuites qui permettent de réaliser une partie ou l'ensemble des opérations réalisées par Photoscan (alignement, nuage, maillage, texture, export) ? J'avais un peu regardé Photoscan, Recap360, Memento, Pix4D Mapper à une époque, mais je ne sais pas si on trouve de nouveau logiciels depuis. Par avance, merci.
 
#6
@benicourt : oui, il y a des alternatives, notamment en utilisant VisualSFM. Un tutoriel sur le sujet : http://www.3dvf.com/actualite-18739-un-workflow-gratuit-photogramm-eacute;trie-avec-visualsfm-et-meshlab.html On peut le trouver ici : http://ccwu.me/vsfm/ (j'ai l'impression qu'il n'est gratuit qu'en usage non commercial) Autre outil très utile, Meshlab : http://www.meshlab.net qui a de bons outils de traitement/nettoyage/decimation pour les nuages de points et meshes lourds. J'ai aussi trouvé Regard3D mais les résultats donnés en exemple sont peu encourageants. http://www.regard3d.org/index.php D'autres pistes à fouiller mais que je ne connais pas : ArcheOS, une distribution Linux orientée archéologie avec des outils de photogrammétrie préinstallés (l'intérêt sera d'avoir tout de prêt directement), CloudCompare http://www.danielgm.net/cc/ . Dans les solutions payantes, outre ce que tu as évoqué il y a aussi RealityCapture. Dans le temps, Acute3D faisait des produits abordables dont un gratuit (on en avait parlé en 2014), mais suite au rachat par Bentley ils ont été torpillés et seules les versions haut de gamme sont restées.
 
#7
Merci bcp pour toutes ces explications, je vais aller étudier chaque point avec attention. Un grand merci ! :)
 
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