A jelenlegi „Gyorstalpaló” célja, hogy rávilágítson arra, hogyan készíthetsz képeket földi fotogrammetria (és közel fotogrammetria) feldolgozáshoz. A cikkben elárulom Neked, hogy milyen szabályokat kell betartanod ahhoz, hogy különböző kisebb méretű tárgyakat vagy felszíneket (pl. falakat) megfelelő minőséggel fotózz le és ez alkalmas legyen 3D modellezésre.
Ha még nem olvastad el az előző cikkünket, akkor arra buzdítalak, hogy előbb mindenképp azt olvasd el, hiszen abban röviden összefoglaltuk, hogy mi is az a fotogrammetria és milyen területeken használható.
Tehát, miről is lesz szó most? Földi fotogrammetria (és közel fotogrammetria) célú képek készítéséről, azaz mobiltelefonnal vagy digitális fényképezővel készített felvételekről. Kitérünk arra, hogy milyen fotográfiai alapfogalmakkal kell tisztában lenned, valamint hogyan exponálhatsz megfelelően. Végül a földi fotogrammetria célú fotózási tervről is beszélünk. Igen, utóbbi valóban létezik… 🙂
A fotogrammetriai felmérés kimeneti fájljai nagyméretű pontfelhők, ortomozaikok, digitális magasságmodellek (DEM) és 3D modellek lehetnek. Ezeket nehéz lehet megosztani az ügyféllel és a kollégákkal, ezért erősen ajánlott a SurveyTransfer adatmegosztó szoftver használata! További információkért keresd fel a szoftvergyártó weboldalát IDE kattintva.
1. Földi fotogrammetria – LÉGY TISZTÁBAN A FOTOGRÁFIA ALAPFOGALMAIVAL
Rendkívül fontos, hogy legalább a kamera alapbeállításaival légy tisztában! Nagyon sok tényező befolyásolja, hogy milyen minőségűek lesznek a képeid és mivel ezekből a képekből tudod felépíteni a 3D modellt, ezért már itt eldől, hogy jó minőségű lesz a modelled vagy sem.
Összeszedtük a három legfontosabb beállítást, amit mindenképp nézz meg és tesztelj le, mielőtt elkezdenéd a felvételezést. Ha a leírtaknál részletesebben érdekel a fotózás, akkor kiindulásnak ezt a cikket ajánlom.
1.1. BLENDE
A blende vagy más néven rekesz (angolul aperture) egy változtatható átmérőjű kör alakú nyílás, amin keresztül a fény bejut a kamera képérzékelő szenzorához. A rekesz átmérőjének változtatásával lehet kontrollálni, hogy mennyi fény jusson a szenzorra. Az átmérőket különböző számmal jelölik, például f/1.4, f/2. Ennek lényege, hogy minden átmérő váltással kétszeresére növelheted vagy csökkentheted a beérkező fény mennyiségét.
A mélységélesség azt határozza meg, hogy a fotón mely területek legyenek élesek. Minél kisebb rekeszérték számot használsz (pl. f/2) annál kevesebb terület lesz éles.
A mélységélesség továbbá függ a fotózott tárgy fényképezőtől mért távolságától, a szenzor méretétől vagy a használt fókusztávolságtól.
Ha közel fotogrammetria célból készítesz képeket, akkor az alábbiakat jó észben tartani:
- Használj minél kisebb f számot, ha egy kisebb objektumot fotózol és nem akarod, hogy a háttér leképződjön. Kisebb tárgynak tekintem azt, aminek a teljes területét egy kameraállással le lehet fotózni és így elkerülhetetlen, hogy háttér, azaz felesleges adat is keletkezzen. A kisebb f értékkel a fotózott objektum éles lesz, míg minden más elmosódott. f/2.8 és alatta beszélünk igazán kis mélységélességről.
- Minél közelebb viszed a fényképezőgépedet a felvételezndő objektumhoz, annál jobban el tudod mosni a hátteret.
- Ha azt szeretnéd, hogy minden éles legyen a képen, állíts be f/11-et vagy nagyobbat.
1.2. ZÁRSEBESSÉG
A zársebesség (angolul shutter speed), más néven záridő azt jelenti, hogy mennyi ideig engedjük be a fényt a fényképező szenzorába. A zársebesség megadása például 1/8 – 1/1000 mp.
Minél nagyobb a záridő értéke (pl. 1/8), annál hosszabb ideig engedünk be fényt. Ez különösen hasznos a városi fények vagy az égbolt fotózásakor, viszont mi különböző objektumokat szeretnénk felmérni és a végcél egy térkép vagy 3D modell lesz. Mivel a fotogrammetriai felvételezés közben mozoghat a kamera (vagy mi mozdulunk el, vagy járművel mozgatjuk), ezért érdemes kisebbre venni a zársebesség értékét (pl. 1/1000), hogy a mozgás következtében ne keletkezzenek elmosódások és egy kimerevített képet rögzítsünk.
Megjegyzés: Az az optimális, ha kameraállványt használva készítesz képeket.
1.3. FÉNYÉRZÉKENYSÉG (ISO)
A digitális fényképezőgépen beállítható a fényérzékenység (ISO). Az alapérték az ISO 100, ennek a duplázásával lépkedhetsz feljebb. A legtöbb kamera ma már az alapskála közötti értékek beállítását is támogatja.
Az ISO érték növelésével nő a zaj, ami nem igazán pozitív. Az ISO értéket próbáld a lehető legkisebb értéken tartani úgy, hogy a záridő és a mélységélesség megfelelőek legyenek.
Végső soron törekedj arra, hogy minél kisebb legyen az ISO értéke. Normál körülmények között, azaz fényes nappal, kiegészítő világítás nélkül és kézből történő fotózáskor az ISO 100 az alapérték. Ha egy kicsit zajosabb a kép, attól még nem kell kétségbeesni, ettől még lehet jó a fotogrammetriai felmérés.
2. Földi fotogrammetria – EXPONÁLJ HELYESEN
Ha sikerült megérteni a blendét, zársebesség és fényérzékenység alapfogalmait, akkor ezek egymásra hatásából kialakuló expozíciót kell górcső alá vennünk. Az exponálás nem más, mint az előző három érték helyes beállítása, hogy egy éles és kellőképpen fényes képet készítsünk a leképezendő objektumról.
A legtöbb fotográfiai alapokról szóló írás az expozíciós háromszög segítségével mutatja be, hogy hogyan hatnak az említett beállítások egymásra. Ez az ábra valóban jól szemlélteti ezeket az elemeket és a szélső értékek hatásait.
Forrás: A fenti expozíciós háromszög az Action Camera Blogról származik.
Az expozíciós háromszögből kiderül, hogy a záridő fordított arányosságban áll a fényérzékenységgel, vagyis kétszer akkora ISO értékhez fele akkora zársebesség tartozik ugyanakkora fénymennyiség esetén. Helyesen exponált képhez magasabb ISO értéknél csökkentenünk kell a szenzorra kerülő fény mennyiségét, vagyis kisebb záridőre vagy szűkebb rekeszre (nagyobb f értékre) lesz szükség. Alacsonyabb ISO érték esetében növelnünk kell a záridőt vagy az f értéket.
3. Földi fotogrammetria – TERVEZD MEG A FÉNYKÉPEZÉST
Egészen eddig a fotográfia alapvető elemeiből építkeztünk, ami nem meglepő, hiszen a fotogrammetriai feldolgozás során fényképeket használunk fel. Mindebből az következik, hogy az adatgyűjtési eljárásunk (felmérésünk) maga a fényképek készítése. Ha jó minőségű fényképeket sikerül készítenünk az fél siker. Miért csak fél? Mert ahhoz, hogy fotogrammetriai szempontból értékelhető képek készüljenek, szükség van arra is, hogy megfelelő átfedéssel, helyes irányokból és távolságokból készítsük el a képeket. Annak érdekében, hogy egy objektum fényképek alapján reprodukálható legyen 3D modellként, szükség van egy fotózási tervre.
Megjegyzés: A fotózási terv egy légi fotogrammetriai felvételezés során a drón vagy repülő útvonaltervének felel meg.
Mivel ez egy gyorstalpaló cikk, ezért a földi (és ezen belül a közel) fotogrammetriai célú felvételek készítésének tervét kettő alapesetben mutatom be:
- Amikor egy felületet, a teljes objektum egy részletét szeretnénk befotózni – Ez az eset tipikusan akkor áll fent, ha egy kameraállásból nem lehetséges a teljes objektum felvételezése. Ilyen lehet egy hosszú háztömb, egy fal, rézsű, stb.
- A másik eset, hogy egy tárgy teljes egészét szeretnénk felvenni – Itt egy olyan helyzet áll fent, amikor egy kameraállásból a teljes objektum belefér egy képbe. Ugyanakkor, az objektum minden egyes oldalát külön-külön is fel akarod venni 3D modellezés céljából. Ilyen kisebb objektum lehet egy szobor, farönk, cipő, de akár egy ember vagy egy állat is.
A következő két alfejezetben erre a két esetre javaslok fotózási tervet. Ugyanakkor, azt érdemes megjegyezned, hogy ezek az általam javasolt fotózási tervek nem minden esetben érvényesek. Éppen ezért, mindig gondold végig, hogy egy adott szituációban, hogy lehetne a felvételezendő tárgyat a lehető legjobban reprodukálni 3D-ben.
3.1. FELÜLET FOTÓZÁS TERVE
A felületek fotózását 3 lépésben ajánlom megoldani. Az első fázis, hogy a felszínnel párhuzamosan haladsz és körülbelül fél lépésenként lősz egy képet úgy, hogy a kamera az objektum síkjával kvázi merőlegesen álljon. Ne feledd, hogy a számodra fontosabb részek kerüljenek fókuszba vagy, ha minden egyaránt fontos, akkor akár vertikálisan tagolva, készíthetsz több fotósorozatot is (következő ábra 1. kép).
A következő lépés, hogy a kamerát megdöntve, de a fallal párhuzamosan haladva felveszed újra a teljes felületet (következő ábra 2. kép). Ezután a másik irányból megdöntve, az ellenkező oldalról haladva felvételezel (következő ábra 3. kép). Miért jó ez? Ez különösen akkor lesz hasznos, ha egy nagyon szabálytalan felszínt fotóznál és vannak visszahajló térrészek. Ezeket a visszahajló részeket nem tudod leképezni, ha csak simán a fallal szemben fotózol. A teljes folyamatot a következő ábra szemlélteti.
3.2. KISEBB OBJEKTUM FOTÓZÁSI TERVE
Amennyiben egy kisebb tárgyat szeretnél fotózni, úgy azt javaslom, hogy képzeld el, hogy hol helyezkedhet el a tárgy geometriai középpontja, majd ezt célozd meg a kameráddal. A tárgy körül különböző magasságokból és különböző kamera dőlésszögekkel készíts fotókat. Koncentrikus körökben fotózd körbe-körbe a tárgyadat. Azt javaslom, hogy egy-egy ilyen kör megtétele közben hozzávetőlegesen 20-22,5°-onként készíts egy fényképet.
Megjegyzés: Ha nagyon kicsi a felvételezendő objektum, akkor egy fotózási sablont is készíthetsz, amit a tárgyadra vagy köré rakhatsz. Ez a sablon tartalmazhat akár egy koordinátarendszert is, ami alapján valós térbeli dimenziókkal ruházhatod fel a modellt. Továbbá, ábrázolhatod a sablonon a kameraállások helyét, ami segíthet egy fotózási körön belül az optimális 22,5°/kép (összesen 16 fotó) kiosztásban is.
A legegyszerűbben úgy tekints erre a fotózási tervre, mintha egy félgömböt kellene illesztened a felvételezendő objektum köré. Majd a félgömb felszínén haladva kell fotókat készítened, melynek fókuszpontjában a tárgy geometriai középpontja áll.
A koncentrikus körök után készíthetsz részletfotókat is, amikor értelemszerűen nem kell ragaszkodni a tárgy geometriai középpontjához. Annak érdekében, hogy megkönnyítsem a munkádat, készítettem egy ábrasorozatot, ami felül, oldal és 3D nézetben is bemutatja a folyamatot.
Megjegyzés: Természetesen, van olyan eset, amikor a bemutatott két tervet ötvözve kell használni. Ilyen például, ha egy épületet akarsz befotózni és körbejárod az épületet és különböző perspektívákból és szögekből fotózol.
Ha nagyon-nagyon tetszett, amit olvastál, akkor meg is oszthatod az ismerőseiddel. Ne fogd vissza magad! 🙂
Tetszett, amit olvastál? Akarsz hasonlókat olvasni?
