Les meilleurs logiciels de photogrammétrie

2 mars 2023
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RÉSUMÉ

Les contraintes qui rendaient la photogrammétrie inaccessible au plus grand nombre (principalement le prix et la technologie disponible) se sont considérablement assouplies ces derniers temps. Cette évolution a favorisé une plus large utilisation de cette technique et a encouragé le développement de logiciels plus performants et plus conviviaux. Nous faisons ici le point sur les produits existants. Nous parlons de compatibilité, de prix, d’avantages et d’inconvénients, et de quelques détails importants pour vous aider à trouver une solution à vos besoins en photogrammétrie.

Logiciels présentés
3DF Zephyr, Meshroom, VisualSFM, RealityCapture, Agisoft Metashape, Artec Studio
Plateformes
Windows, macOS, Linux, Debian, Ubuntu
Catégorie de prix
Gratuit – 4 000 $

Qu’est-ce que la photogrammétrie ?

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Lorsque les critères de tolérance sont fixés à 1/500 de millimètre, il est préférable d’opter pour un équipement de photogrammétrie de qualité métrologique.

Pour les puristes, le terme est strictement utilisé pour désigner le processus de prise de mesures fiables à partir de photographies. « Photo » (lumière), « gramma » (écriture), et « metron » (mesurer). Mesure au moyen de la lumière. Son utilisation est plus scientifique, plus industrielle si vous voulez. Vous la retrouverez dans des domaines tels que l’inspection, l’analyse des déformations et d’autres cas d’utilisation de mesures de haute précision.

Pour de nombreux professionnels des arts visuels et de la conservation du patrimoine, par exemple, sa définition est simple : transformer des images en modèles 3D. Les historiens s’en servent pour numériser des spécimens archéologiques en couleur, les VFX artists pour créer rapidement des ressources pour l’animation ou la conception de jeux, et certains amateurs pour imprimer en 3D des modèles dans le seul but de les montrer à des invités vaguement intéressés.

Nous dirons qu’il s’agit d’une technique de reconstruction de données 3D à partir d’images 2D. Cette définition devrait couvrir à la fois la photogrammétrie pour la métrologie et ce que nous désignerons comme la photogrammétrie pour la VFX.

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Barack Obama assis devant une installation de photogrammétrie sur mesure composée de 50 projecteurs LED et de 14 appareils photo. En quelques secondes, les multiples clichés du visage du président pris sous différents angles ont permis d’obtenir des données de texture de très haute qualité ; en les combinant ensuite à des scans 3D réalisés par deux scanners Artec Eva, il a été possible de créer le tout premier portrait 3D en couleur d’un chef d’État. Photo avec l’aimable autorisation de la Maison Blanche.

Pourquoi la photogrammétrie ?

Les contraintes techniques et financières qui faisaient de la photogrammétrie un domaine réservé aux professionnels ont progressivement disparu. Aujourd’hui, un smartphone capable de prendre des photos 4k n’a rien d’extraordinaire. Les imprimantes 3D à bas prix, dont certaines ne coûtent qu’une centaine de dollars, ont permis à une génération de passionnés de s’initier à la photogrammétrie et de produire chez eux leurs propres modèles 3D, de A à Z, sans gros budget.

Dans le domaine de la métrologie, les utilisateurs se tournent vers la photogrammétrie car elle est incroyablement précise et, bien que beaucoup moins onéreuse qu’un laser tracker, elle donne des résultats comparables.

Il existe des logiciels, payants ou gratuits, qui vous permettront de convertir des images en modèles 3D assez facilement. Commençons par les versions gratuites.

Les meilleurs logiciels gratuits de photogrammétrie

3DF Zephyr

Avantages
  • Facile à utiliser
  • Nombreuses ressources d’assistance et de formation
  • Prend en charge les dessins de CAO, l’extraction de polylignes et la génération de sections, de tracés et de lignes de contour
  • Utilise des données provenant de LiDAR, de TI, d’appareils photo, de vidéos et d’autres dispositifs
Inconvénients
  • Disponible uniquement sous Windows
  • Version gratuite extrêmement limitée
OS

Windows 11/10/8.1/8 x64

Format des fichiers de sortie

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

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3DF Zephyr se décline en trois versions. En haut de gamme, on trouve la version complète, pour laquelle vous pouvez payer un abonnement mensuel ou une licence perpétuelle. Il existe également 3DF Zephyr Lite, une version intermédiaire, et 3DF Zephyr Free.

La version gratuite vous donne la possibilité de construire des modèles 3D mais le nombre de photos que vous pouvez utiliser est limité à 50. Cela restreint la taille des objets avec lesquels vous pouvez travailler. Vous ne pouvez également utiliser qu’un seul GPU NVIDIA pour améliorer le traitement, et les options d’exportation sont limitées aux maillages avec texture JPEG et aux téléchargements sur YouTube. 3DF Zephyr Free propose également des outils d’édition limités pour les tâches de base : sélections, coupes, copies d’éléments, etc.

Bien que contraignantes en apparence, ces restrictions constituent un excellent point de départ si vous souhaitez simplement découvrir et vous familiariser avec le logiciel. Vous pouvez ensuite passer à des versions supérieures ne présentant pas ces limites, et profiter d’une plus grande sélection d’outils d’édition et de filtres professionnels, d’options d’exportation plus larges avec des nuages de points, des maillages texturés, des positions et des distances, et bien plus encore, ainsi que de fonctionnalités telles que la prise en charge des formats de fichiers de scanner laser, la possibilité de générer des orthophotos, ainsi que des outils pour l’arpentage, les SIG et la CAO.

Lien de téléchargement : https://www.3dflow.net/3df-zephyr-free

Meshroom

Avantages
  • Open source
  • Complètement gratuit
  • Facile à utiliser
  • Soutenu par une communauté open-source active
Inconvénients
  • Fonctionnalités limitées par rapport aux solutions payantes
  • Pas de version macOS
OS
  • Windows
  • Linux
Format des fichiers de sortie
  • abc
  • obj
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Il s’agit d’une solution open-source développée sur AliceVision, un framework d’algorithmes de vision par ordinateur avec reconstruction 3D et suivi de caméra. Son éditeur drag-and-drop est facile à utiliser et permet un travail intuitif avec le logiciel. Meshroom utilise un workflow nodulaire où chaque nœud représente un ensemble d’actions à effectuer pour générer un modèle 3D.

Le logiciel vous donne la possibilité de modifier le workflow (ou pipeline) ou de simplement travailler avec le workflow à un clic par défaut. Cette flexibilité rend Meshroom à la fois convivial pour les débutants et utile pour les utilisateurs plus expérimentés. Vous pouvez également enregistrer vos pipelines personnalisés en tant que modèles afin de ne pas avoir à retracer les étapes lors de vos projets ultérieurs.

Meshroom peut prendre en charge plus de 1 000 images et est compatible avec d’autres logiciels de modélisation 3D. Les utilisateurs bénéficient ainsi d’une plus grande souplesse dans leur workflow. Par exemple, vous pouvez l’utiliser pour ajouter de la texture à un maillage après l’avoir modifié dans d’autres applications de modélisation 3D.

Une série de plugins permet une compatibilité croisée avec des logiciels tels que Houdini, Blender, Maya, ZBrush et d’autres encore, pour des workflows plus élaborés de développement de jeux, de modélisation photo et de suivi de caméra. Les utilisateurs bénéficient également de bibliothèques contenant des algorithmes supplémentaires pour la reconstruction 3D, l’identification de cibles, et bien plus encore.

VisualSFM

Avantages
  • Le workflow de génération 3D est assez simple
  • Complètement gratuit, aucune fonctionnalité payante
  • Documentation bien fournie
Inconvénients
  • L’interface utilisateur n’est pas parfaite
  • Nécessite une certaine connaissance de la ligne de commande pour une meilleure maîtrise
  • Nécessite des logiciels supplémentaires pour créer des maillages ou nettoyer le nuage de points
OS
  • Windows
  • macOS
  • Linux
Format des fichiers de sortie
  • ply
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Dans le nom de cette solution, SFM signifie « Structure from Motion » (structure à partir du mouvement).  Il s’agit d’une technique permettant de déduire des informations géométriques en se déplaçant autour d’un objet. Pour simplifier à l’extrême son principe, on pourrait dire qu’elle fonctionne en quantifiant la parallaxe du mouvement. Lorsqu’un observateur change de position, les objets les plus proches semblent se déplacer davantage que ceux qui sont plus éloignés. Si vous faites le calcul à partir de ces différences relatives, vous pouvez déterminer la structure 3D de ce qui est observé. Les humains utilisent également cette technique.

Visual SFM offre une interface utilisateur graphique pour effectuer ces calculs. Il s’agit d’une solution simple élaborée par Changchang Wu, ingénieur logiciel chez Google, qui utilise les calculs SFM pour la détection des caractéristiques, la mise en correspondance, et l’ajustement de faisceaux pour permettre aux utilisateurs de générer des modèles 3D à partir d’images 2D.

Le processus lui-même se déroule en quatre étapes, qui peuvent également être exécutées à partir de la ligne de commande si vous préférez cette option à l’interface graphique. Les utilisateurs importent les images dans VisualSFM, exécutent la détection des caractéristiques et la mise en correspondance des images, viennent ensuite la reconstruction éparse et enfin la reconstruction dense.

VIsualSFM est gratuit pour un usage personnel, non commercial ou de recherche.

Lien de téléchargement : http://ccwu.me/vsfm/index.html

Les meilleurs logiciels payants de photogrammétrie

RealityCapture

Pros
  • Well-designed interface
  • Fully featured
  • Comprehensive tutorials and support
Cons
  • Available only on Windows
OS
  • Windows
Output file formats

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

Price

  • Pay-per-input licenses: $10 for 3,500 credits; $20 for 8,000 credits
  • Unlimited license: $3,750

 

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RealityCapture is a full-featured photogrammetry solution that provides functionality for creating virtual reality scenes, 3D meshes with texture, orthographic projections, geo-referenced maps, and more. RealityCapture claims to be the fastest solution on the market, although it is unclear what benchmarks this claim is based on.

It has a well-designed interface with a rich feature set that enables you to let the software automatically work through simpler tasks, or take manual control with components and control points for more complex projects.

RealityCapture also has tools for merging images with laser scans, creating triangular watertight meshes, coloring and texturing tools, capabilities for ortho-projections and mapping, distance, area and volume measurements, and more. You can also use a command line interface with the software.

Download link: https://www.capturingreality.com/realitycapture

Agisoft Metashape

Pros
  • Cloud, and network processing capabilities
  • Comprehensive knowledge base
  • Extensive feature list
Cons
  • Professional Edition is relatively expensive at $3,499
  • Standard Edition is affordable ($179) but fairly limited in functionality, and there is no middle tier
OS
  • Windows
  • macOS
  • Debian/Ubuntu
Output file formats
  • Texture formats: JPG, TIFF, PNG, BMP, OpenEXR, JPEG 2000
  • Camera calibration formats: xml, ini, cal, dat
  • Meshes and point clouds: obj, ply, pts, las, laz, e57, u3d, dxf, oc3, cl3, 3ds, dae, abc, stl, fbx, wrl, glb, x3d, osgb, kmz

Price

  • Professional Edition: $3,499
  • Standard Edition: $179

 

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Agisoft Metashape is a feature-rich photogrammetry application with support for different types of imagery – aerial, close-range, and satellite. It comes in two versions, Professional Edition – the top tier, and Standard Edition.

The Professional Edition provides for dense point cloud editing, has tools for Digital Surface and Digital Terrain Model (DSM/DTM) generation, orthomosaic generation, laser scanning support, distance, area, and volume measurement, and much more. You can extend processing power by taking advantage of networking processing capabilities.

MetaShape also offers cloud processing for inspection, annotating and measuring processing results in a web browser, and collaboration in distributed teams. In addition, Python Scripting, and Java bindings are available for custom automation and processing, and other workflow-specific customizations.

Standard Edition is more limited offering a considerable range of features, including photogrammetric triangulation, dense point cloud generation and editing, 3D model generation and texturing, and more, but missing out on others like network and cloud processing, the Python module, and Java library, and a whole raft of measurement and analysis tools.

Download link: https://www.agisoft.com/downloads/installer/

Artec Studio

Pros
  • Easy to use
  • Scan-to-CAD features
  • Accuracy up to 2 microns
  • Easy and fast mesh-to-CAD alignment
  • Native CGI and metrological photogrammetry capabilities
  • Regularly updated
  • Lots of documentation and support material
Cons
  • Compatible with Artec 3D scanners only
  • Requires Boot Camp to work on Apple computers
OS
  • Windows
  • Via Boot Camp on macOS
Output file formats
  • Mesh: OBJ, PLY, WRL, STL, AOP, ASC, Disney PTEX, E57, XYZRGB
  • Point cloud (Artec Ray only): PTX, BTX, XYZ
  • Reference targets: OBS
  • Measurements: CSV, DXF, XML
  • CAD: STEP, IGES, X_T

Price

  • 30-day free trial
  • Annual subscription:
  • Lifetime license with free updates:

 

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Artec Studio is primarily designed to provide an environment and framework for 3D scanning-related workflows. The software is a comprehensive solution, however, and offers powerful features for photogrammetry as well.

For measurement-related use cases, Artec Studio has the Artec Metrology Kit plugin. It is meant to work with Artec’s photogrammetry solution – the Artec Metrology Kit, which is one of the most accurate photogrammetry solutions on the market and a great alternative to a laser tracker – and brings photogrammetry for metrology features to the Artec workspace. You can import images and use them to generate point clouds for use in measurement-related applications, or as reference data for 3D scanning large objects and scenes.

Artec Studio also has a Photo Texture feature. This enables users to wrap images from a camera around high-res, geometrically accurate scan data and produce stunning, full-color, photorealistic 3D models. Artec Studio can work with datasets of up to 500 million polygons, meaning working with large objects at high resolution is not a challenge.

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

Conclusion

The pool of options if you are looking for a photogrammetry solution is wide, and growing. The solutions we have listed here are a great place to start your search for a solution that fits you. In terms of functionality, the options we have covered are fairly representative of what competing products on the market will typically offer. The choice you finally settle on will, of course, be determined by your needs, level of expertise, available resources, and personal preferences.

Sommaire
ÉCRIT PAR:
kanyanta-bw

Kanyanta Mubanga

Journaliste technique

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La photogrammétrie est une technique qui consiste à effectuer des mesures fiables à partir de photographies. Celle-ci existe, sous une forme ou une autre, depuis plusieurs siècles et nous aide à mieux comprendre des choses telles que la surface de la Terre. Aujourd’hui, elle joue un rôle crucial dans une multitude de secteurs. Vous trouverez ici un article introductif qui vous donnera une idée générale de ce qu’est la photogrammétrie ainsi que de son fonctionnement.

Ces dix dernières années, les modèles de personnages et les environnements des jeux vidéo ont progressé à pas de géant, non seulement grâce à l’amélioration des consoles de jeu, mais aussi grâce à l’adoption de procédés de numérisation tels que la photogrammétrie. Cette technologie permet aujourd’hui de créer des mondes photoréalistes qui offrent un niveau d’immersion sans précédent à un nombre croissant de joueurs partout dans le monde. Ceux qui connaissent la photogrammétrie savent qu’elle consiste à rassembler plusieurs images d’un objet cible et à les convertir en modèles 3D dont la qualité des textures est impressionnante. Mais comment ce procédé est-il utilisé précisément dans l’industrie du jeu vidéo ? Dans l’article suivant, nous levons le voile sur le sujet, en abordant tous les aspects, des étapes du workflow à la perspective d’utiliser le scan 3D comme solution de remplacement.

Bien qu'ils jouent un rôle crucial, les logiciels font rarement les gros titres lorsqu’on évoque les technologies 3D. Vous entendrez probablement davantage parler des nouveaux scanners 3D et imprimantes 3D à ne pas manquer ou de matériaux d'impression 3D révolutionnaires. Les logiciels 3D qui permettent d’utiliser ces appareils et matériaux ensemble ne sont bien souvent qu’une note de bas de page, une pensée après coup. Et lorsqu’ils sont mentionnés, rares sont ceux compatibles avec macOS. La grande majorité des logiciels de scan 3D sont en effet conçus pour Windows, ou Windows + Linux si vous avez de la chance. Aussi difficiles à trouver soient-ils, les logiciels pour Mac existent néanmoins, à condition de savoir où chercher. Dans cet article, nous examinerons certains des meilleurs logiciels de scan 3D et de modélisation 3D gratuits ou payants pour Mac.