Pl:Phototexturing

From OpenStreetMap Wiki
(Redirected from Pl:Fototexturing)
Jump to: navigation, search
Dostępne języki — Phototexturing
· Afrikaans · Alemannisch · aragonés · asturianu · azərbaycanca · Bahasa Indonesia · Bahasa Melayu · Bân-lâm-gú · Basa Jawa · Baso Minangkabau · bosanski · brezhoneg · català · čeština · dansk · Deutsch · eesti · English · español · Esperanto · estremeñu · euskara · français · Frysk · Gaeilge · Gàidhlig · galego · Hausa · hrvatski · Igbo · interlingua · Interlingue · isiXhosa · isiZulu · íslenska · italiano · Kiswahili · Kreyòl ayisyen · kréyòl gwadloupéyen · Kurdî · latviešu · Lëtzebuergesch · lietuvių · magyar · Malagasy · Malti · Nederlands · Nedersaksies · norsk bokmål · norsk nynorsk · occitan · Oromoo · oʻzbekcha/ўзбекча · Plattdüütsch · polski · português · português do Brasil · română · shqip · slovenčina · slovenščina · Soomaaliga · suomi · svenska · Tiếng Việt · Türkçe · Vahcuengh · vèneto · Wolof · Yorùbá · Zazaki · српски / srpski · беларуская · български · қазақша · македонски · монгол · русский · тоҷикӣ · українська · Ελληνικά · Հայերեն · ქართული · नेपाली · मराठी · हिन्दी · অসমীয়া · বাংলা · ਪੰਜਾਬੀ · ગુજરાતી · ଓଡ଼ିଆ · தமிழ் · తెలుగు · ಕನ್ನಡ · മലയാളം · සිංහල · ไทย · မြန်မာဘာသာ · ລາວ · ភាសាខ្មែរ · ⵜⴰⵎⴰⵣⵉⵖⵜ · አማርኛ · 한국어 · 日本語 · 中文(简体)‎ · 吴语 · 粵語 · 中文(繁體)‎ · ייִדיש · עברית · اردو · العربية · پښتو · سنڌي · فارسی · ދިވެހިބަސް

Strona zawiera opis procesu przygotowywania z fotografii lub serii zdjęć tekstur dla szczególowych trójwymiarowych modeli obiektów o wyjatkowym znaczeniu ( tzw. 3D landmarks). Więcej informacji wkrótce na stronie OSM-4D.

Autor: Marek Strassenburg-Kleciak

Definicja

Fototekstura to tekstura wykonana ze zdjecia cyfrowego (fotografia) przeznaczona do oteksturowania CALEJ fasady obiektu lub znaczacej jego czesci. Do pokrycia jednego obiektu teksturami trzeba zazwyczaj kilku a czasem nawet kilkunastu unikalnych fototekstur. Wyjatkiem sa najczesciej dachy pokryte typowa dachówka oraz sciany bez okien które pokrywane sa standardowa testura z biblioteki tekstur.

Uwaga: te tak zwane seamless textures równiez sa tworzone z fotografii lecz celem jest tutaj stworzenie malej, powtarzalnej tekstury, która pokrywa sie cala fasade lub od razu caly budynek. Tego typu tekstury stosowane sa by pokazac z jakiego materialu zbudowany jest dany obiekt; mur, budynek, droga.


Tworzenie fototekstury

dobra fototekstura to dobry material wyjsciowy a wiec aparat z dobrym obiektywem, dobra pogoda i czas na staranne wykonanie zdjec.

Wybór miejsca na zrobienie zdjecia

Najlepiej jest oczywiscie wybrac takie miejsce na sfotografowanie fasady, by uzyskac cala teksture z jednej fotografii.


MarekHowToFototexture4.jpg Fotografia calej fasady

Jesli to niemozliwe a czesto tak jest...

MarekHowToFototexture5.jpg Zbyt duzo elementów zaslaniajacych fasade lub nie mozna sie oddalic by zrobic zdjecie calej fasady

... musimy wykonac serie zdjec fasady a nastepnie polaczyc te zdjecia w jedna calosc:

MarekHowToFototexture1.jpg Zdjecie A

MarekHowToFototexture2.jpg Zdjecie B

MarekHowToFototexture3.jpg Zdjecie C

Jesli fotografuje sie bardzo duzy, zlozony obiekt, czesto zdarza sie, ze pozniej w domu powstaja klopoty z przyporzadkowaniem poszczególnych zdjec do odpowiednich miejsc na fasadzie. Dlatego dobrze jest zrobic zdjecie z wiekszej odleglosci na który widac jest cala fasade. Warto tez miec ze soba notes i dokonywac notatek opisujacych poszczególne elementy. Teoretycznie pomoca jest aparat fotograficzny z GPS.


Koniecznie nalezy wykonywac zdjecia z miejsc P na których widac dwie fasady budynku. Pomaga to potem w skalowaniu tekstur i ich laczeniu oraz dopasowywaniu do siebie ich wartosci kolorystycznych.


MarekHowToFototextureMakePreviewPicts.jpg Miejsca wykonania fotografii kontrolnych (P)

"Prosta fotogrametria architektoniczna"

Jesli zrobimy zdjecie prostopadle do fasady, to mozemy z niego uzyskac nie tylko teksture fasady, lecz takze w miare dokladnie wymiary fotografowanego obiektu. Jesli znamyD oraz (opis patrz dalej w tekscie), to mozemy policzyc wymiary obiektów na fasadzie.

Ortogonalność

Frontalnie zrobione zdjecie ulatwia wykonanie tekstury: Ortofotografia nie zawiera skrótu perspektywicznego w zwiazku z czym nie trzeba odształcać wykonanego zdjecia. Z drugiej strony, jesli bedziemy fotografowac pod katem, to czesto uzyskane zdjecia nie beda sie nadawaly na tekstury: Okna beda widziane pod zbyt duzym katem, balkony czy kolumny przed fasada beda asymetryczne.


Jesli do robienia zdjecia fasady nie uzylismy szerokokątnego obiektywu, tworzenie tekstury jest latwiejsze. Odpada krok z korekcja znieksztalcenia obiektywu.

O - Soczewka aparatu fotograficznego H - Srodek fotografii


MarekHowGetOrthogonalFototexture.jpg AB/D=A´B´/D´

Widok z boku

ZDJĘCIE ORTOGONALNE:

Celujemy aparatem w ten sposób by srodek wykonanego zdjecia byl prostopadly do fasady. Uwaga: w praktyce oznacza to ze prawie polowa zdjecia to chodnik czy ulica.

Na plaskim terenie odstep miedzy aparatem fotograficznym (A) a plaszczyzna terenu (S) jest taki sam jak miedzy

centrum wizjera aparatu (H) a linia przeciecia sie plaszczyzny terenu z plaszczyzna fasady ()

MarekHowGetOrthogonalFototexture1.jpg

π = Plaszczyzna fasady

Umieszczajac na fasadzie np. łatę niwelacyjna, mozna w miare dokladnie (okolo 3 do 8% bledu w zaleznosci od uzyskanej ilosci pikseli na metr) policzyc wymiary fasady. Podana dokladnosc to wynik samemu wykonanych testów.

Proste liczenie wysokosci budynku ze zdjecia

Prosta metoda liczenia wysokosci budynku bazuje na zrobieniu frontalnej fotografii budynku na którym umiescilismy marker.

Na poczatek

  • musimy znac wysokosc miedzy naszymi oczami a terenem He (Rysujemy na scianie kreske na wysokosci oczu, mierzymy odstep do podlogi. Pamietaj by zrobic to w butach w których wyjdziesz na dwór.)
  • przygotowujemy marker do przyklejania na fasady budynków (np. jasna tasma klejaca, kartka w reflektujacym kolorze).


Krok 1.: Mocujemy nasz marker na wysokosci naszego wzroku na fasadzie He

( Oczywiscie jesli na fasadzie jest jakis bardzo charakterystyczny element na wysokosci Twojego wzroku, to nie potrzebujesz markera. Wazne jest wtedy dobrze zapamietac jaki to byl punkt. Czesto po powrocie do domu znika pewnosc który punkt to byl...)

MarekHeightAcquisition1.jpg


Krok 2.: Frontalne zdjecie calej fasady: MarekHeightAcquisition2.jpg

"Frontalnie" oznacza ze nasz marker znajduje sie w srodku sfotografowanego obiektu.

Majac taka fotografie mozemy sobie w domu policzyc wysokosc sfotografowanej fasady:

MarekHeightAcquisition3.jpg

dokladnosc obliczonej wysokosci zalezy od rozdzielczosci naszego aparatu. Dla typowych sytuacji dobry jest aparat majacy 7 megapikseli lub wiecej.


Znajac wysokosc naszych oczu nad powierzchnia terenu He mozemy policzyc wysokosc fasady H gdyz na zdjeciu mozemy zmierzyc wysokosci

He´, oraz .

H = He*(H´/He´)


Uwaga:  Nie dziw sie, fotografujac w ten sposób prawie polowa zdjecia jakie uzyskasz to chodnik i ulica. 
Fotografujac fasady ludzie zazwyczaj chca miec calosc fasady na jednym zdjeciu i bezwiedne kieruja obiektyw nieco w góre.

Bardzo czesto zdarza sie niestety ze nie da sie w ten sposób sfotografowac calej fasady poniewaz ulice sa zbyt waskie a budynki zbyt wysokie. W tym przypadku musisz fotografowac równolegle do osi ulicy umieszczajac Twój znacznik tak, by byl widoczny gdy fotografujesz równolegle do fasady:


MarekHeightAcquisition4.jpg

M, w tym przypadku srodek zdjecia powinien sie znajdowac na horyzoncie. Jesli nie widzisz horyzontu kieruj aparat w ten sposób, by glowy ludzi których widziesz w wiekszej odleglosci znajdowaly sie w polowie wysokosci obrazu.

Uwaga: Technika funkcjonuje tylko w przypadku plaskiego terenu. By uzyskac ten efekt np w górach musisz na oko wyczuwac poziom lub miec aparat fotograficzny pokazujacy kat nachylenia w stosunku do terenu.


Szacunek bledu: Testy wykonane na kilku róznych budynkach o wysokosci do 4 pieter aparatem o rozdzielczosci 10 megapiseli pokazaly ze w zaleznosci od rozdzieczosci aparatu i wysokosci budynku daje sie uzyskac orientacyjna wysokosc z bledem rzedu 3 do 8% rzeczywistej wysokosci (dla porównania mierzonej miernikiem laserowym).

Swiatlo, czas, pogoda na robienie zdjec

Dopasowywanie róznych tekstur tego samego obiektu robionych w innym czasie i przy innej pogodzie moze byc trudne.

Najlepiej ejst sfotografowac caly budynek o tej samej porze dnia przy stabilnej pogodzie. Jesli to mozliwe od razu fotografowac sasiadujace budynki. Ponizsze zdjecia tej samej fasady zostaly zrobione o róznych porach dnia:

MarekDSC 0281.JPG MarekDSC 0280.JPG MarekDSC 0292.JPG
Wczesnie rano (zbyt duzo zóltego koloru) Sloneczne poludnie (za silne kontrasty) Pózne przedpoludnie, lekkie zachmurzenie.


Najlepsze zdjecia niekoniecznie wychodza przy silnym, poludniowym sloncu i bezchmurnym niebie bo sa wtedy silne kontrasty i niektórych szczególów nie widac. Idealny jest co prawda sloneczny dzien ale z lekkim zachmurzeniem.


Wyznaczenie punktu bieli

Sfotografowanie bialej kartki papieru na fasadzie pozwala na ustalenie wartosci kolorystycznej zdjecia. Co prawda jest to w wielu aparatach fotograficznych robione bardzo dobrze w sposób automatyczny, jednak w przypadku robienia wielu zdjec tego samego obiektu z róznych stron technika ta pozwala na korekcje niuansów kolorystycznych które liczone algorytmicznie nie daja dobrych wyników:

MarekWhitepointStart.jpg Fotografia


MarekWhitepointResult.jpg Wynik po manualnym wyznaczeniu koloru bialego na sfotografowanej karte


Robiac zdjecia przy wietrze i zachmurzeniu trzeba uwazac na oswietlenie: Ta sama fasada fotografowana w sloncu i w cieniu moze miec nieco inne kolory widoczne jednak na zdjeciu!

Na robienie zdjec dobrze jest wybrac nie tylko czas w którym fasada jest dobrze oswietlona ale tez najlepiej dzien w którym nie ma wielu ludzi czy aut przed budynkiem. Duza ciezarówka przed budynkiem potrafi calkowicie zepsuc zbieranie zdjec na teksture.

Oczyszczanie i laczenie zdjec

Oszczedzisz wiele czasu przy obróbce zdjec jesli zainwestujesz go nieco wiecej w robeinie fotografi - wybierajac na zrobienie zdjecia miejsce z którego istotne elementy nie sa zasloniete przez drzewa, latarnie, kable czy znaki drogowe. Dobrze tez jest cierpliwie poczekac na chwile, kiedy prezd budynkiem nie bedzie ludzi. Uciazliwe w obróbce jest takze usuwanie cieni z fasady. Jesli chcesz zrobic tekstury szczegónie wartosciowach budynków dobrze jest wybrac na robienie zdjecia taki czas, gdy nie bedzie zbyt duzych, dlugich cieni na fasadzie.Zbyt krótkie cienie takze sa niepozadane, bo fasada nie wyglada plastycznie..

MarekHowDeepShouldBeShadow.jpg

Jesli chcemy stworzyc teksture uzywajac jako podkladu np. zdjecia jednego dobrze widocznego elementu ( przyklad: Palac z rzedem kilkunastu identycznych okien) to powinismy uwazac by to zdjecie nie zawieralo :

A. Zniszczonych, silnie zabrudzone elementów

B. Zaslonek, kwiatów, roslinnosci, ludzi w oknie itp

C. Tablic, reklam

D. Silnych, charakterystycznych odbic w szybach

MarekWhichElementsAreBadForTexturing.jpg

Wazne: Jesli budynek zawiera wiele okien, wszystkie powinny miec bardzo zblizony do siebie kolor szyb. 
Oczywiscie wyjatkiem sa witraze lub kolorowe szyby.

Wybór obiektywu

Co prawda obiektyw szerokokatny pozwoli nam na objecie za pomoca jednego zdjecia calej fasady , czest nie nadaja sie one jednak do robienia tekstur z powodu zbyt silnej dystorsji.

Co prawda istnieja techniki rektyfikacji informacji ze zdjecia zrobionego szerokim katem [1] jednak sa one pracochlonne i bywa, ze nie daja zadowalajacego rezultatu np w przypadku wysokich budynków.

Dlatego tez fotografie powierzchni fasad szczególnie wartosciowych obiektów na cele tworzenia fototekstur dobrze jest wykonywac przy pomocy teleobiektywu (80mm i wiecej, od 300mm zalecany statyw). Pojedyncze zdjecia mozemy laczyc w calosc manualnie lub przy pomocy oprogramowania (uzupelnic linki!).


Usuwanie zaklócen

Czesto fasada jest zaslonieta przez drzewa, szyldy, latarnie, stragany auta itd.: Czasem nie ma innego wyjscia jak recznie je retuszowac ze zdjecia bo sa zbyt blisko fasady. Mozliwe postepowanie w tym przypadku:

  • Kopiujemy inny, identyczny obszar zdjecia w miejsce gdzie znajduje sie zaklócenie.
  • Kopiojemy fragment innego zdjecia w to miejsce. W tym celu mozna np. zrobic zdjecie z nieco innego kata widzenia:


Plan sytuacyjny: Budynek z drzewem przed fasada

MarekHowToDeleteTrees1.JPG MarekHowToDeleteTrees2.JPG
Czesc fasady fotografowanej z miejsca A jest zaslonieta przez drzewo Dwa zdjecia z miejsc A1 oraz A2 uzupelniaja brakujaca informacje


Dopasowanie kolorystyczne sasiadujacych plaszczyzn fasady budynku

Sasiadujace ze soba plaszczyzny fasady budynku musza miec dopasowany do siebie odcien tekstur jesli sa z tego samego materialu.

Przykladowo: fasada z cegly nie powinna miec nagle za rogiem innego koloru, chyba ze rzeczywiscie tak jest bo np. sciana jest pomalowana lub jest z innego materialu.

Bez starannego dopasowania do siebie kolorów od razu w modelu widac, ze "cos jest nie tak". Zazwyczaj nie wie sie nawet dlaczego, ale model nie wyglada "ladnie". Dopasowywanie do siebie kolorów tekstur jest trudne i wymaga sporej wrazliwosci kolorystycznej, dlatego omocnym trickiem jest fotografowanie fasad na których umieszcza sie mala biala kartke papieru. Uzywa sie jej pózniej do manualnego ustawienia punktu bieli na zdjeciu co bardzo ulatwia dopasowanie do siebie dwóch sasiadujacych fototekstur.

Robienie zdjec. Wskazówki praktyczne

  • Siatki, ploty i inne obiekty z obszaram które maja byc przezroczyste - Staraj sie robic zdjecie z jasnym niebem jako tlo. To ulatwia obróbke zdjecia.
  • Wiekszosc mokrych obiektów daje refleksje na zdjeciu przez co tekstura jest gorsza
  • Jesli mozliwe, staraj sie unikac obiektywu szerokokatnego (najlepiej ogniskowa powyzej 55)
  • Przy teleobiektywie o ogniskowej powyzej 300 zdjecia czesto wychodza zbyt szare. Jesli masz taki obiektyw i chcesz go uzywac, staraj sie uzywac statyw.
  • Nie fotografuj zbyt malego obszaru: Czesto stworzenie powtarzalnej tekstury moze byc niemozliwe.
  • Jesli mozliwe nie fotografuj powierzchni na której widac drzewa, ludzi lub zbyt charakterystyczne detale. Nameczysz sie potem z usuwaniem ich.
  • Jesli fotografujesz okna lub blyszczace, odbijajace swiatlo powierzchnie pamietaj ze ich usuwanie moze byc bardzo pracochlonne. Czasem przesuniecie sie o 50 cm powoduje ze odbicie swiatla lub detali w szybie jest duzo mniejsze. Najbardziej meczace i pracochlonne jest usuwanie odbic w szybach okien skladajacych sie z wielu malych powierzchni.
  • Nie rób zdjec tekstur z boku: Okna czy drzwi sa zazwyczaj cofniete o 12-20cm w stosunku do plaszczyzny fasady wiec fotografujac z boku nie bedziesz miec na zdjeciu fragmentu stolarki okiennej. Stworzona tekstura bedzie wygladac sztucznie zwlaszcza jesli na jednej plaszczyznie znajda sie zdjecia robione pod róznym katem lub z róznych stron... Zasadniczo mozna fotografowac drzwi czy okna pod lekkim katem jednak doswiadczenie pokazuje ze nie widac tego jesli odchylenie od prostopadlosci jest rzedu max 15° . Przy 30° tekstura wyglada juz zazwyczaj zle.
  • Przy szybkim spojrzeniu na powtarzalna teksture oko ludzkie przestajemy liczyc elementy jesli ich liczba poziomo lub pionowo przekracza 7. Staraj sie unikac robienia tekstur rozmiaru 2x2 elementy: 7x7 lub wiecej jest duzo lepsze.

Bezszwowe tektury ("Seamless")

Seamless oznacza, ze nie widzimy gdzie konczy sie jedna tekstura a zaczyna druga. By ten efekt uzyskac sasiadujace ze soba obszary musza miec te same wartosci kolorystyczne. Typowy dla poczatkujacych blad to na przyklad lekkie przesuniecie wysokosci tekstur w stosunku do siebie przez co np gzymsy budynku sa na róznej wysokosci.

Usuwanie detali - ochrona informacji osobowych

OpenStreetMap ma szanse unikniecia bledów jakie zrobil Google np. w Google Street View:

Wszystkie informacje mogace godzic w ustawe o ochronie danych osobowych lub naruszac dobra osobiste musza byc usuwane ze zdjec!

Przyklady:

  • Numery domów, adresy, nazwiska, szyldy.
  • Ludzie
  • Jednoznacznie dajace sie zidentyfikowac elementy pozwalajace na identyfikacje ludzi lub ich sytuacje (Wózek inwalidzki przy wejsciu, wyglad pomieszczenia za szyba, przedmioty na tarasie, wózki dzieciece, dekoracje budynku itd.)

W szczególnosci nie wolne bez zezwolenia wlasciciela i wytlumaczenia mu celu dla którego wykonujemy zdjecia robic fotografii z wysokosci wyzszej niz wzrost czlowieka w celu np uzyskania fotografii sponad poziomu wysokiego zywoplotu. W tych przypadkach tekstura bedzie zawierac ponizej tego poziomu zywoplot lub standardowa, powtarzalna teksture bez zadnej dodatkowej informacji.


Uwaga: Generalnie wolno wykonywac zdjecia bez zezwolenia jedynie z dróg i placy bedacych przestrzenia publiczna.

Specyfikacja

Rozdzielczosc

Rozdzielczosc fotografii jest zalezna od wielkosci fotografowanego obiektu przy czym w zaleznosci od tego ile ciekawych i istotnych detali jest na danej powierzchni rozdzielczosc moze byc nieco inna w ramach jedego obiektu.

Rozdzielczosc tekstur dla obszarów w parterze nie powinna byc mniejsza niz 5cm na piksel.

W przypadku obiektów o wybitnym znaczeniu historycznym (np. Katedra na Wawelu) zalecana rodzdzielczosc to 1cm na piksel.

Oczywiscie mozliwe sa zdjecia fragmentów obiektu o duzo wiekszym stopniu szczególowosci jak np. tablice nagrobne, fragenty fresków, rzezby itd.

Format

Wysoka jakosc maja zdjecia w formacie Tiff. Ze wzgledu na rozpowszechnienie i popularnosc mozna uzywac formatów *.png lub Jpg bez kompresji.

Głębia koloru

Do celów OSM wystarczajaca jest standardowa głębia koloru 24 bit. Chociaż tekstury odzwierciedlające charakter elewacji mogą być produkowane z o wiele mniejszą głębia koloru, to jednak trzeba pamiętać, że 24 bity to obecny standard wiec wiekszosc uzytkowników bedzie tworzyc tekstury tej wlasnie rozdzielczosci.

Wynik bedzie wyglądal źle jeśli:

  • Brak bedzie tekstur terenu
  • Sasiadujace tektury beda mialy inne wlasciwosci (głębia koloru / rozdzielczość)

Jesli punktem wyjscia do teksturowania ma byc wiec wyglad przyciagajacych oko waznych budynków to w konsekwencji trzeba uzywac wyzszej jakosci tekstur takze dla innych obiektów.

Przykład

Poniższa tekstura została stworzona za pomocą narzędzia stempel w programie Adobe Photoshop. Żadne inne zdjęcia zostały wykorzystane w celu stworzenia tekstury.

MarekDSC 0292.JPG MarekTextureDSC0292cleanedExample.jpg
Orginalne zdjecie Stworzona tekstura

Otwarte kwestie

  • wersje kolorystyczne tekstury