Structure from Motion (SfM)

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Le tecniche di computer vision permettono la costruzione di modelli 3D dettagliati. A partire da dataset fotografici, per mezzo di opportune procedure, si può generare un modello virtuale rappresentato da nuvole di punti.
La procedura che prevede l’uso di software di ricostruzione 3D, permette la creazione di una nuvola tridimensionale di punti (milioni) in cui ogni punto possiede informazioni spaziali e di colore (RGB).
Le foto possono essere eseguite con una normale fotocamera o con sistemi di ripresa aerotrasportati (droni, aeromodelli), in base alle esigenze di rappresentazione.
La tecnica necessita che gli scatti siano effettuati da diverse posizioni per ogni punto di interesse (almeno 3).

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Mesh texturizzata

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Nuvola di punti

Dalla nuvola di punti, è possibile ricostruire una mesh (superfici solitamente triangolari) dalle dimensioni molto ridotte.
La mesh ricostruisce un modello artificiale in cui le superfici rappresentano nello spazio il modello reale.
Al modello 3d viene attribuito il colore che può derivare dall’informazione contenuta in ogni punto (RGB) oppure mediante un trasferimento e ortorettifica delle informazioni fotografiche (blending), generando una texture con qualità fotografica “spalmata” sulla mesh 3d.
Il modello può essere scalato e rototraslato secondo punti noti di riferimento e ricondotto ad un sistema di riferimento noto.
Tra i vari strumenti utilizzabili, si evidenzia VisualSfM (interfaccia grafica strutturata in algoritmi dedicati alla tecnica di Structure from Motion -SfM-). VisualSfM utilizza un estrattore di feature chiamato SiftGPU e un algoritmo di Bundle Adjustment Multicore. La nuvola di punti viene ottenuta utilizzando gli algoritmi CMVS/PMVS2.

Un altro strumento Open Source per ottenere una nuvola di punti densa è OSM Bundler, anch’esso basato sulla tecnica “SfM”, che permette di ricostruire un modello tridimensionale a partire da una serie di fotografie. La nuvola di punti ottenuti può essere visualizzata, analizzata, elaborata e processata con vari software dedicati. I più performanti ed usati dallo studio sono “meshlab”, “cloud compare”, “blender”, “parawiev” tramite i quali è possibile creare mesh da punti, georeferenziare i dati, realizzare sezioni e profili topografici.

Esempi

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VIDEO ANIMAZIONE DEL MODELLO

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ALTRO VIDEO DIMOSTRATIVO