Lösungen für 3D-Scanning

Wie Artec 3D die Ukraine unterstützt

Die beste Photogrammetrie-Software

2. Mrz. 2023
Lesezeit 15 Min.
5650
ZUSAMMENFASSUNG

In jüngster Zeit haben sich die Eintrittshürden, die die Photogrammetrie einst für die meisten unzugänglich machten – vor allem der Preis und die verfügbare Technologie – erheblich verringert. Dies ebnete den Weg für eine breitere Akzeptanz und begünstigte die Entwicklung besserer, leistungsfähigerer und nutzerfreundlicherer Software. In diesem Überblick werfen wir einen Blick auf das, was verfügbar ist. Wir schauen jeweils auf Kompatibilität, Preise, Vor- und Nachteile und einige wichtige Details, damit Sie einen Überblick zu für Sie geeigneten Lösungen für Photogrammetrie gewinnen können.

Behandelte Software
3DF Zephyr, Meshroom, VisualSFM, RealityCapture, Agisoft Metashape, Artec Studio
Plattformen
Windows, macOS, Linux, Debian, Ubuntu
Preisspanne
Kostenlos – 4.000 $

Was ist Photogrammetrie?

Best photogrammetry software

Wenn die Toleranzvorgaben bei 1/500 Millimeter liegen, sollten Sie zu einer Photogrammetrie-Ausrüstung auf metrologischem Niveau greifen.

Für Puristen: Der Begriff wird ausschließlich für das Verfahren, mit dem zuverlässige Messungen anhand von Fotos vorgenommen werden, verwendet. Photo – Licht, Gramma – Schrift, und Metron – Messen. Messung mit Licht. Diese Definition beschreibt jedoch eher den Einsatz für wissenschaftliche oder industrielle Zwecke. Photogrammetrie wird hier etwa genutzt für Anwendungen wie Inspektion, Verformungsanalyse und andere hochpräzise Messverfahren.

Für Vertreter der bildenden Kunst und der Denkmalpflege ist die Definition hingegen etwas simpler: Bilder werden in 3D-Modelle umgewandelt. Historiker verwenden ein solches Verfahren, um archäologische Objekte in Farbe zu digitalisieren, und CGI-Künstler, um schnell Assets für Animationen oder die Entwicklung von Spielen zu erstellen. Heutzutage kommen dazu noch zahlreiche Amateure, die Modelle in 3D zu drucken, einfach um sie ihren Freunden und Bekannten vorzuführn.

Wir von unser Seite verstehen Photogrammetrie als eine Technik zur Rekonstruktion von 3D-Daten aus 2D-Bildern. Diese Definition beschreibt sowohl die Anwendung der Photogrammetrie für die Metrologie als auch das, was wir als Photogrammetrie für CGI bezeichnen.

Best photogrammetry software

Barack Obama sitzt vor einem speziell angefertigten Photogrammetrie-Setup, das aus 50 LED-Leuchten und 14 Kameras besteht. Die sekundenschnelle Aufnahme des Gesichts des Präsidenten aus verschiedenen Winkeln ermöglichte es, hochwertige Texturdaten zu erhalten und diese später mit 3D-Scans (erstellt mit zwei Artec Eva Scannern) zu kombinieren. Das Ergebnis ist das erste vollfarbige 3D-Porträt eines Staatsoberhauptes. Das Foto wurde mit freundlicher Genehmigung des Weißen Hauses zur Verfügung gestellt.

Warum Photogrammetrie?

Die technischen und kostentechnischen Hürden, die Photogrammetrie früher nur für Fachleute zugänglich machten, sind seither immer niedriger geworden. Denn heutzutage ist ein Smartphone, das 4k-Bilder aufnehmen kann, nichts Besonderes mehr. Und kostengünstige 3D-Drucker, die teilweise nur hundert Dollar kosten, ermöglichten es einer ganzen Generation von Enthusiasten, sich für relativ wenig Geld mit der Photogrammetrie zu beschäftigen und ihre eigenen 3D-Modelle direkt zu Hause zu erstellen.

Im Bereich der Metrologie wird Photogrammetrie geschätzt, da sie unglaublich genau ist und konstante Ergebnisse liefert, zumal sie dabei viel billiger ist als ein Laser-Tracker.

Es gibt sowohl kostenpflichtige als auch kostenlose Software, mit der Sie relativ einfach Bilder in 3D-Modelle umwandeln können. Zunächst zeigen wir Ihnen die kostenlosen Optionen.

Die beste kostenlose Photogrammetrie-Software

3DF Zephyr

Pro
  • Nutzerfreundlich
  • Umfangreicher Support und Schulungsmaterialien
  • Unterstützt CAD-Zeichnen, Polylinienextraktion und Erzeugung von Sektionen, Pfaden und Konturlinien
  • Verwendet Daten von LiDAR, TIs, Kameras, Videos und anderen Geräten
Contra
  • Nur für Windows verfügbar
  • Die kostenlose Version ist extrem eingeschränkt
Ausgabeformate

ply, obj, fbx, pdf 3D, u3d, dae, pts, ptx, xyz, txt, las, e57

Betriebssystem

Windows 11/10/8.1/8 x64

Best photogrammetry software

3DF Zephyr gibt es in drei Versionen. An der Spitze steht die Vollversion, die Sie als monatliches Abonnement oder einmalig als unbefristete Lizenz bezahlen können. Es gibt auch 3DF Zephyr Lite, das die mittlere Stufe einnimmt, und 3DF Zephyr Free. Die kostenlose Version bietet Ihnen die Möglichkeit, 3D-Modelle zu erstellen, beschränkt aber die Anzahl der Fotos, die Sie verwenden können, auf 50. Sie können auch nur einen NVIDIA-Grafikprozessor verwenden, um die Verarbeitung zu verbessern, und die Exportoptionen beschränken sich auf Polygonnetze mit JPEG-Textur und Uploads auf YouTube. 3DF Zephyr Free bietet zudem nur begrenzte Bearbeitungswerkzeuge. Auch wenn diese Einschränkungen als hinderlich erscheinen mögen, so ist diese Version dennoch ein guter Einstieg, wenn Sie einfach nur experimentieren und ein Gefühl für die Software bekommen möchten. Später können Sie auf höhere Stufen aufrüsten und die Vorteile erweiterter Exportoptionen mit Punktwolken, texturierten Netzen, Positionen und Abständen sowie Funktionen wie Unterstützung für Laserscanner-Dateiformate, die Möglichkeit, Orthofotos zu erzeugen, sowie Werkzeuge für Vermessung, GIS und CAD nutzen.

Downlaod-Link:https://www.3dflow.net/3df-zephyr-free

Meshroom

Pro
  • Open Source
  • Komplett kostenlos
  • Leicht zu nutzen
  • Unterstützt von einer aktiven Open-Source-Gemeinschaft
Contra
  • Eingeschränkte Funktionalität im Vergleich zu kostenpflichtigen Lösungen
  • Keine Version für macOS
Ausgabeformate

abc, obj

Betriebssystem
  • Windows
  • Linux
Best photogrammetry software

Hier handelt es sich um eine Open-Source-Lösung, die auf AliceVision aufbaut, einem Framework von Computer-Vision-Algorithmen mit 3D-Rekonstruktion und Kamera-Tracking. Meshroom verfügt über einen einfach zu bedienenden Drag-and-Drop-Editor und gibt Ihnen die Möglichkeit, den Arbeitsablauf – auch als Pipeline bezeichnet – zu optimieren oder einfach mit dem standardmäßigen Ein-Klick-Workflow zu arbeiten. Dank dieser Steuerung ist Meshroom sowohl für Anfänger als auch für fortgeschrittene Benutzer geeignet.

Meshroom unterstützt über 1.000 Bilder und ist mit anderen 3D-Modellierungsprogrammen wie Houdini, Blender, Maya und ZBrush kompatibel. Sie können damit zum Beispiel Texturen zu einem Polygonnetz hinzufügen, nachdem Sie es in anderen 3D-Modellierungsanwendungen bearbeitet haben. Die Benutzer profitieren zudem von Bibliotheken mit zusätzlichen Algorithmen für die 3D-Rekonstruktion, Zielidentifizierung und noch vielem mehr.

VisualSFM

Pro
  • Sehr einfacher 3D-Workflow
  • Komplett kostenlos, keine eingeschränkten Funktionen
  • Gut dokumentiert
Contra
  • Keine ausgefeilte Benutzeroberfläche
  • Erfordert für eine bessere Kontrolle einige Kenntnisse von Befehlszeilen
  • Erfordert zusätzliche Software zur Erstellung von Polygonnetzen oder zur Bereinigung der Punktwolke
Ausgabeformate

ply

Betriebssystem
  • Windows
  • macOS
  • Linux
Best photogrammetry software

Die Abkürzung SFM steht für Structure from Motion. Dabei handelt es sich um eine Technik, mit der aus der Bewegung um ein Objekt herum geometrische Informationen abgeleitet werden können. Wenn ein Beobachter seine Position ändert, scheinen sich Objekte, die sich näher an ihm befinden, stärker zu verschieben als solche, die weiter entfernt sind. Wenn man diese relativen Unterschiede ausrechnet, kann man die 3D-Struktur des beobachteten Objekts bestimmen. Auch Menschen nutzen diese Technik. VisualSFM bietet für die Berechnungen eine grafische Benutzeroberfläche. Es handelt sich hier um eine schnörkellose Lösung, die von Changchang Wu, einem Softwareentwickler bei Google, entwickelt wurde, um Nutzern die Möglichkeit zu geben, 3D-Modelle aus 2D-Bildern zu erstellen.

Der Prozess selbst erfolgt in vier Schritten, die auch über die Befehlszeile ausgeführt werden können, falls Sie dies der grafischen Benutzeroberfläche vorziehen. Der Benutzer importiert Bilder in VisualSFM, führt die Merkmalserkennung und den Bildabgleich durch, worauf die spärliche Rekonstruktion und schließlich die dichte Rekonstruktion folgt. VisualSFM ist für den persönlichen, gemeinnützigen oder akademischen Gebrauch kostenlos.

Download-Link: http://ccwu.me/vsfm/index.html

Die beste kostenpflichtige Photogrammetrie-Software

RealityCapture

Pro
  • Gut gestaltete Nutzeroberfläche
  • Vollständig ausgestattet
  • Umfassende Tutorials und Support
Contra
  • Nur für Windows verfügbar
Ausgabeformate

jpg, png, XYZ, XYZRGB, tiff, bmp, dib, rle, jpeg, jpe, jfif, exif, exr, tif, wdp, jxr, dds, KML, KMZ, obj, ply, partlist, fbx, dxf, dae, bvh, htr, trc, asf, amc, c3d, aoa, mcd, wmv, mp4

Betriebssystem

Windows

Preis
  • Pay-per-input-Lizenzen: 10$ für 3.500 Credits; 20$ für 8.000 Credits
  • Unbegrenzte Lizenz: 3.750$
 

 

Best photogrammetry software

RealityCapture ist eine umfassende Photogrammetrie-Lösung, die Funktionen für die Erstellung von Virtual-Reality-Szenen, 3D-Polygonnetzen mit Texturen, orthografischen Projektionen, georeferenzierten Karten und noch vieles mehr bietet. Die Software verfügt über eine gut gestaltete Nutzeroberfläche mit einer Vielzahl von Funktionen, die es Ihnen ermöglichen, einfachere Aufgaben automatisch erledigen zu lassen oder für komplexere Projekte die manuelle Steuerung zu übernehmen.

Das Programm verfügt außerdem über Werkzeuge zur Zusammenführung von Bildern mit Laserscans, zur Erstellung vollendeter Polygonnetze, Farb- und Texturierungswerkzeuge, Funktionen für Orthoprojektionen und Kartierungen, Entfernungs-, Flächen- und Volumenmessungen und noch vieles mehr.

Download-Link: https://www.capturingreality.com/realitycapture

Agisoft Metashape

Pro
  • Cloud- und Netzwerkverarbeitungsfunktionen
  • Umfassende Wissensdatenbank
  • Umfangreiche Funktionen
Contra
  • Die Professional Edition ist mit 3.499$ relativ teuer.
  • Die Standard Edition ist erschwinglich (179$), bietet aber nur einen begrenzten Funktionsumfang, und es gib nichts dazwischen
Ausgabeformate
  • Texturformate: JPG, TIFF, PNG, BMP, OpenEXR, JPEG 2000
  • Kamerakalibrierungsformate: xml, ini, cal, dat
  • Polygonnetze und Punktwolken: obj, ply, pts, las, laz, e57, u3d, dxf, oc3, cl3, 3ds, dae, abc, stl, fbx, wrl, glb, x3d, osgb, kmz
Ausgabeformate
  • Windows
  • macOS
  • Debian/Ubuntu
Preis
  • Professional Edition: 3.499 $
  • Standard Edition: 179$
 

 

Best photogrammetry software

Agisoft Metashape ist eine funktionsreiche Photogrammetrie-Anwendung mit Unterstützung für verschiedene Arten von Bildern – Luftbilder, Nahaufnahmen und Satellitenbilder. Die Software ist in zwei Versionen erhältlich, der Professional Edition und der Standard Edition. Die Professional Edition ermöglicht die Bearbeitung von dichten Punktwolken, verfügt über Werkzeuge für die Erstellung von digitalen Oberflächen- und Geländemodellen (DSM/DTM), Orthomosaik-Generierung, Laserscanning-Unterstützung, Entfernungs-, Flächen- und Volumenmessung und noch vieles mehr. Darüber hinaus bietet diese Version Cloud Processing für die Inspektion, Kommentierung und Messung von Verarbeitungsergebnissen in einem Webbrowser und das Zusammenarbeiten online. Darüber hinaus verfügbar sind Python Scripting und Java Bindings für die benutzerdefinierte Automatisierung und Verarbeitung sowie andere spezifische Anpassungsmöglichkeiten.

Die Standard Edition ist eingeschränkter und bietet eine beträchtliche Anzahl von Funktionen, einschließlich photogrammetrischer Triangulation, Erzeugung und Bearbeitung von dichten Punktwolken, Erzeugung und Texturierung von 3D-Modellen und noch einiges mehr, jedoch ohne andere Funktionen wie Netzwerk- und Cloud-Verarbeitung, das Python-Modul und die Java-Bibliothek sowie eine ganze Reihe von Mess- und Analysewerkzeugen.

Download-Link: https://www.agisoft.com/downloads/installer/

Artec Studio

Pro
  • Leicht zu nutzen
  • Scan-to-CAD-Funktionen
  • Genauigkeit bis zu 2 Mikrometer
  • Einfache und schnelle Ausrichtung von Polygonnetz zu CAD
  • Native CGI- und metrologische Photogrammetrie-Funktionen
  • Regelmäßige Updates
  • Umfangreiche Dokumentations- und Begleitmaterial
Contra
  • Nur mit Artec 3D-Scannern kompatibel
  • Erfordert Boot Camp, um auf Apple Computern zu laufen
Ausgabeformate
  • Polygonnetz: OBJ, PLY, WRL, STL, AOP, ASC, Disney PTEX, E57, XYZRGB
  • Punktewolke (nur Artec Ray): PTX, BTX, XYZ
  • Referenzobjekte: OBS
  • Messungen: CSV, DXF, XML
  • CAD: STEP, IGES, X_T
Betriebssystem
  • Windows
  • Auf macOS über Boot Camp
Preis
  • 30-tägige kostenlose Testversion
  • Jährliches Abonnement:
  • Unbegrenzte Lizenz mit kostenlosen Updates:
 

 

Best photogrammetry software

Artec Studio wurde in erster Linie entwickelt, um eine Umgebung für das Arbeiten mit 3D-Scans zu schaffen. Die Software bietet zudem leistungsstarke Funktionen für die Photogrammetrie.

Für metrologische Anwendungsfälle bietet Artec Studio das Artec Metrologie-Kit Plugin. Das Artec Metrologie-Kit ist eine der genauesten Photogrammetrielösungen auf dem Markt und eine hervorragende Alternative zu einem Laser Tracker. Sie können Bilder importieren und diese zur Erzeugung von Punktwolken für Messanwendungen oder als Referenzdaten für das 3D-Scannen großer Objekte und Szenen verwenden.

Artec Studio verfügt auch über eine Fototextur-Funktion. Damit können Nutzer Kamerabilder um hochauflösende, geometrisch genaue Scandaten herumlegen und so vollfarbige, fotorealistische 3D-Modelle erstellen. Die Software kann Datensätze mit bis zu 500 Millionen Polygonen verarbeiten, so dass die Arbeit mit großen Objekten in hoher Auflösung keine Herausforderung darstellt.

Download-Link: https://www.artec3d.com/3d-software/artec-studio

Fazit

Wenn Sie nach einer Photogrammetrielösung suchen, können Sie aus einer stetig wachsenden Vielzahl von Optionen auswählen. Die hier aufgelisteten Lösungen sind ein guter Ausgangspunkt, um eine Software, die Ihren Anforderungen entspricht, zu finden. Was die Funktionalität betrifft, so sind die von uns vorgestellten Optionen ziemlich repräsentativ angesichts dessen, was konkurrierende Produkte auf dem Markt normalerweise bieten. Für welche Lösung Sie sich letztendlich entscheiden, hängt letztendlich natürlich von Ihren Anforderungen, Ihrem Fachwissen, den verfügbaren Ressourcen und Ihren persönlichen Vorlieben ab.

Inhaltsverzeichnis
GESCHRIEBEN VON:
kanyanta-bw

Kanyanta Mubanga

Technologiereporter

Mehr aus

Dem lernzentrum

Photogrammetrie ist ein Verfahren, bei dem anhand von Fotos zuverlässige Messungen vorgenommen werden können. In der einen oder anderen Form gibt es Photogrammetrie schon seit Jahrhunderten, und sie hat dazu beigetragen, unser Verständnis von Dingen wie der Erdoberfläche zu verbessern. Heute spielt sie in vielen Branchen eine wichtige Rolle. Im Folgenden finden Sie eine Einführung in die Photogrammetrie, die Ihnen ein allgemeines Verständnis dafür, was sie ist und wie sie funktioniert, vermittelt.

In den letzten zehn Jahren haben sich Charaktermodelle und Umgebungen in Videospielen sprunghaft weiterentwickelt, und das nicht nur aufgrund sich immer weiter verbessender Hardware für Spielkonsolen, sondern auch durch die Einführung von Digitalisierungsverfahren wie der Photogrammetrie. Mit dieser Technologie ist es nun möglich, fotorealistische Welten zu schaffen, die einer wachsenden Zahl von Spielern auf der ganzen Welt ein noch nie dagewesenes Maß an Immersion bieten. Diejenigen, die mit der Photogrammetrie bereits vertraut sind, wissen, dass bei diesem Verfahren verschiedene Bilder eines Zielobjekts gesammelt und in 3D-Modelle mit einer beeindruckend hohen Texturqualität umgewandelt werden, die. Aber wie genau wird dieses Verfahren in der Spieleindustrie eingesetzt? Im folgenden Artikel beleuchten wir das Thema, angefangen bei den Arbeitsschritten bis hin zu den Möglichkeiten, wenn 3D-Scans verwendet werden.

Obwohl sie eine so wichtige Rolle spielt, steht Software nur selten im Fokus, wenn über 3D-Technologie geredet und geschrieben wird. Man erfährt eher von schicken neuen 3D-Scannern, 3D-Druckern oder sogar bahnbrechenden 3D-Druckmaterialien. Die 3D-Software, die das alles zusammenbringt, ist oft nur eine Fußnote im Diskurs oder kommt höchstens im  Nachsatz vor. Darüber hinaus ist es schwierig, spezielle Software für den Mac zu finden, denn die überwältigende Mehrheit der 3D-Scansoftware wurde für Windows entwickelt – oder, in einigen Fällen, für Windows und Linux. Doch so schwer es ist, Softwarepakete für den Mac zu finden, so gibt sie doch, wenn Sie nur wissen, wo Sie suchen müssen. In diesem Artikel stellen wir Ihnen einige der besten kostenlosen und kostenpflichtigen 3D-Scan- und 3D-Modellierungsprogramme für Mac-Computer vor.