Bildbasierte 3D-Modellierung

Ein Foto stellt einen Datencontainer mit hoher Informationsdichte dar: Neben Farbinformationen können auf der Basis einer Tiefenmatrix geometrische Informationen abgeleitet und so dreidimensionale Koordinaten im Objektraum bestimmt werden. Aus der Punktwolke entsteht durch Vermaschung benachbarter Punkte ein virtuelles Modell. Werden auch die Farbwerte auf die Oberfläche abgebildet, ist die Wiedergabe fotorealistisch. Das virtuelle Modell ermöglicht eine vom Ort des Objekts unabhängige Analyse u. a. durch Visualisierung, Ableitung von Messgrößen, Bestimmung von Schnitten bis hin zur Präsentation mittels 3D-Druck.§Mit der Verfügbarkeit leistungsfähiger Digitalkameras, Rechnertechnologie und Open-Source-Software werden die Anwendungen nicht nur Spezialisten der Photogrammetrie vorbehalten, sondern halten im gesamten Geo-, Bau- und Planungsbereich Einzug - vom Replikat einer Statue über 3D-Landschaftsmodelle bis zur Rekonstruktion eines Bauwerks.§Kapitel 1 behandelt die Grundlagen digitaler Bildaufnahme unter Berücksichtigung der Herleitung von dreidimensionalen Geometrien aus Fotos. Wichtige Themen sind weiterhin Kameras, Aufnahmetechnik, Kalibrierung, Digitalisierung und Resampling von umfangreichen Bilddaten mittels Batchprozessierung.§Kapitel 2 widmet sich der Panoramafotografie, denn dieses Verfahren ist ein geeignetes Mittel zur schnellen Dokumentation und Durchführung von Rundgängen am Bildschirm. Mittels Aufnahmetechnik und Stitching wird ein 360 x 180 Grad sphärisches Panorama erzeugt, das zu einem virtuellen Erlebnis wird.§In Kapitel 3 "Photogrammetrie und Computer Vision" wird die aktuelle technische Entwicklung in diesen Bereichen dokumentiert. Bisher waren die Begriffe Einbildentzerrung, Stereo-Photogrammetrie und Mehrbildphotogrammetrie vorherrschend. Heute sind die Bezeichnungen Structure from Stereo und Structure from Motion (SfM) für die Auswertung von zwei bzw. mehreren Bildern gebräuchlich.§Kapitel 4 geht auf den wichtigen Punkt der Nachbearbeitung von Bildern ein, vor allem hinsichtlich Bereinigung, Reduktion- und Glättung der Oberfläche. Dafür finden hier die Open-Source- oder Freeware-Programme MeshLab, Cloud Compare oder Blender Anwendung.§Kapitel 5 befasst sich mit der Visualisierung und dem 3D-Druck. Um Objekte in das rechte Licht zu setzen, spielen Oberfläche, Beleuchtung und Kameraauswahl eine wichtige Rolle. Und Kenntnisse über das Druckverfahren sind zur Modellierung druckfähiger Strukturen erforderlich.§Wer tiefer in die Materie einsteigen möchte, muss sich mit der Programmierung beschäftigen. Das abschließende Kapitel bietet eine Einführung in Python. Am Beispiel einer einfachen Bildbetrachtung bis zur automatischen Objektaufnahme mit Drehtisch und Kameramodul erfolgt die Einarbeitung in das Programmierwerkzeug. Wenngleich bereits im dritten Kapitel die photogrammetrischen Verfahren unter Zuhilfenahme von Python und dessen Bibliotheken erfolgte, so wird hier der Einstieg in den Umgang mit Python kompakt vorbereitet.§§"