IE-Tutoriel_ImageModeler Tutoriel sur les bases d ImageModeler dans le cadre du module 3 des filières métiers Auteur(s) Guillaume Lemeunier Version 0.01 Date 13/02/2009 Introduction ImageModeler «Autodesk ImageModeler est un logiciel qui permet de générer des modèles en 3D à partir d'images numériques en 2D. Le logiciel facile à utiliser, le workflow en trois étapes, comprenant le calibrage, la modélisation et le texturing permet aux utilisateurs d'obtenir des résultats photoréalistes de manière semi-automatisée.» Objectif S initier au workflow d ImageModeler, de la prise de vues à l obtention d un modèle texturé. Prises de vues C est l une des étapes clés, dont va dépendre la qualité du modèle obtenu. Voici quelques conseils à respecter pour faciliter le travail de calibrage : - Prendre au moins 2 photos du sujet si l on connait la focale utilisée. - Prendre au moins 3 photos du sujet si l on ne connait pas la focale utilisée. - Prendre les photos depuis des points de vue sensiblement différents, mais possédant suffisamment de zones communes. - Essayer autant que faire se peut de capturer le maximum de l objet sur chaque photo. - Penser à garder de la perspective dans l image (éviter de prendre en photo une portion d une surface plane) - Si le sujet ne possède pas de caractéristiques naturelles faciles à identifier dans les images (ex : le coin d un mur, le sommet toit ) placer des marqueurs physiques sur le sujet ou ajouter un objet de référence dans la scène. Navigation dans ImageModeler : o Déplacement latéral : Clic du milieu ou Alt + Clic gauche o Rotation : Alt + Clic droit o Zoom : Ctrl + Alt + Clic droit o Avancer-Reculer : Ctrl + Alt + Clic gauche IE-Tutoriel_ImageModeler 1/11 Version: 0.01
L interface Workflow toolbar Properties toolbar Display toolbar 3D Workspace Scene browser Workflow toolbar : Contient les outils disponibles dans ImageModeler organisés selon les 6 étapes du workflow : Chargement d images, Calibrage, Mesures, Modelisation, Texturing, Export. Properties toolbar : Contient les réglages relatifs à l outil en cours d utilisation Display toolbar : Contient les options d affichage pour les objets et composants dans la scène. 3D Workspace : Espace de travail où l on gère les images, calibre les appareils photo, modélise les objets et extrait les textures. Scene browser (Explorateur de scène): Permet de sélectionner et de changer les propriétés de chaque élément tel que les photos, les marqueurs, les appareils photos, les objets, les matériaux, etc Avant de débuter 1- Créer un répertoire de travail \Photomodelisation\Tutoriel_01\ sur le disque dur 2- Y copier le dossier Tutoriel_01_Photos situé sur T:\Filieres-metiers-M3\Ingenerie numerique et image\photomodelisation 3- Lancer ImageModeler 4- Aller dans Edit > Preferences (raccourci: touche P) 5- Dans l onglet General, cherchez le répertoire de travail (Working Directory) ) créé précédemment. 6- Validez par OK IE-Tutoriel_ImageModeler 2/11 Version: 0.01
Importer les images Avant de démarrer un projet, on doit choisir un type de projet : Single image, qui peut être une photo classique ou un panoramique 360. Multiple images, qui peuvent être un mélange de photos classiques et de panoramiques. Dans ce tutoriel on va travailler à partir de plusieurs images, donc choisissez Multiples et cliquez sur Load Images (ou Ctrl + L) Une fenêtre s ouvre dans laquelle on doit sélectionner des photos prises avec le même appareil et avec la même résolution. La focale utilisée n est pas nécessairement identiques sur chaque image. 1. Cliquez sur Add Images pour importer les images. 2. Sélectionnez toutes les images du répertoire Tutoriel_01_Photos et cliquez sur Open 3. Les images sélectionnées sont importées dans la fenêtre «Load Images» Vous pouvez ensuite spécifier des informations supplémentaire sur ces images, telles qu une estimation de la focale utilisée lors de la prise de vue, et si celle-ci est constante. Dans notre cas, la focale varie d une image à l autre, donc on va laisser les valeurs par défaut et ImageModeler s occupera du reste. 4. Cliquez sur OK. ImageModeler ajoute automatiquement les images dans le répertoire «Shots» de l explorateur de scène et les ajoute dans le viewport. 5. Un message demande si l on veut ajouter des images supplémentaires. Pour certains projets, on pourrait ajouter des images issues d autres appareils photos par exemple. Ici, nous avons chargé toutes les photos dont nous avons besoin. Cliquez sur No. 6. Enregistrez (File > Save As ou Ctrl+Alt+S) NOTE : Si vous avez besoin de changer la disposition des fenêtres, vous pouvez utiliser le menu Window>Layout pour sélectionner une disposition spécifique, et ensuite faire du drag and drop d images depuis l explorateur de scène vers le viewport de votre choix. IE-Tutoriel_ImageModeler 3/11 Version: 0.01
Placer les marqueurs et calibrer l appareil photo En identifiant des points 2D (markers) dans les images qui correspondent au même point dans l espace (locators), vous allez fournir à ImageModeler les informations nécessaires pour qu il en déduise la position, l orientation, la longueur focale, et la distorsion associée à l appareil photo qui a été utilisé pour les prises de vues. Placer le premier marqueur Pour placer le premier marqueur : 1- Activer l outil Place Marker (il devrait être activé par défaut) : 2- En déplaçant le curseur au dessus des images, vous devriez voir un pointeur vert avec lequel créer un nouveau marqueur. 3- Cliquez sur la première image (DSC_0140), maintenez le bouton enfoncé, la loupe apparait. 4- Déplacez le curseur sur le coin inférieur gauche du carton (voir image ci-dessus). Relâchez le bouton. Le premier marqueur est placé et un «Locator» est crée dans l explorateur de scènes. 5- Procédez de la même manière pour identifier le même point sur les autres photos. NOTE : le curseur est maintenant blanc, ce qui indique que vous placez un marqueur correspondant à un locator existant. Vous remarquerez que les marqueurs ont le même nom «Locator» ce qui signifie qu ils représentent différentes vues d un même point dans l espace. IE-Tutoriel_ImageModeler 4/11 Version: 0.01
Créer les marqueurs suivants 1- Pour créer des marqueurs pour un nouveau locator, cliquez sur le bouton Place Marker à nouveau, ou appuyez sur la touche Ctrl en cliquant (le curseur devient vert) 2- Créer ainsi au moins 7 autres locators sur les images suivantes comme ci dessous. 3- Lorsqu ImageModeler a suffisamment d informations, un message apparait indiquant que le calibrage a réussi. Cliquez sur OK. NOTE : Lorsque le calibrage est effectué, ImageModeler bascule automatiquement de l onglet Calibration à l onglet Modeling. Pour effectuer des changements ou ajouter des éléments, revenez sur l onglet Calibration. Vous pouvez ajuster la position d un marqueur comme ceci : 1- Sélectionnez l outil Place Marker à nouveau 2- Sélectionnez le marqueur à déplacer 3- Cliquez et déplacez jusqu à la nouvelle position Par défaut le calibrage se déclenche automatiquement, si ce n est pas le cas : 1- Vérifiez que Use Progressive Calibration n est pas désactivé dans la page Calibration de la fenêtre de Préférences (touche P ou Edit>Preferences ). 2- Ajoutez des marqueurs suplémentaires 3- Lancez le calibrage manuellement en cliquant sur le bouton ci-contre, en choisissant Camera>Calibrate, ou encore en appuyant sur F9 IE-Tutoriel_ImageModeler 5/11 Version: 0.01
Améliorer le calibrage Pour améliorer le calibrage, vous pouvez fournir à ImageModeler des informations sur la scène, telles que la position de points connus, la planéité de certains groupes de points (planar constraints), une distance connue (distance constraint), ou des angles droits (Corner tool). NOTE : les contraintes ont une priorité haute dans le processus de calibrage, il est donc important de les vérifier sur l objet réel avant de les fournir à ImageModeler. Créer des contraintes Nous allons indiquer à ImageModeler que le carton comporte des angles droits. 1- Activez l outil Create Corner 2- Sélectionnez consécutivement les trois marqueurs correspondants dans l un des viewports, en commençant par l angle, puis les côtés. 3- ImageModeler va affiner le calibrage en incorporant les nouvelles contraintes. 4- Les Planar Constraints sont utiles lorsque deux locators ou plus sont sur le même plan dans la scène. Par exemple, ici, les trois points que l on vient d utiliser partagent la même coordonnée d altitude (Z). Pour créer cette contrainte, il suffit de sélectionner tous les locators concernés, dans l explorateur de scène par exemple, et de sélectionner Marker > Define Planar Constraint ou de cliquer sur l icône correspondant : IE-Tutoriel_ImageModeler 6/11 Version: 0.01
Définir le repère de la scène Pour que tous les objets de la scène puissent être positionnés et orientés, il faut définir un repère (WorldSpace) qui contient les informations suivantes : L origine : O Les trois axes : Ox, Oy, Oz Une longueur de référence Pour définir ce repère : 1- Sélectionnez l outil WorldSpace 2- Un repère est dessiné dans les viewports. ImageModeler a choisi une position arbitraire. 3- Commencez par placer l origine en déplaçant le point bleu clair sur un locator. 4- Orientez l axe X en déplaçant le point rouge sur un locator 5- Orientez l axe Y en déplaçant le point vert sur un locator. L origine et l orientation du repère sont maintenant définies. L axe Z est défini automatiquement par l orthogonalité du repère. Définir une longueur de référence 1- Pour achever le calibrage de notre scène, nous allons fournir une longueur de référence relevée sur la scène réelle. La hauteur du carton est de 22cm. 2- Activez l outil Reference Distance 3- Tracez un segment en cliquant successivement sur les deux locators situés sur l arrête verticale du carton. 4- Entrez 0.22 dans le champ Reference Distance, appuyez sur la touche Tab pour initialiser cette valeur, et cliquez ensuite sur Apply pour valider. IE-Tutoriel_ImageModeler 7/11 Version: 0.01
Outils de mesure Maintenant que le calibrage est effectué, on peut réaliser des mesures de distances et d angles directement depuis les images. Mesurer la scène Pour mesurer une distance entre deux locators, il suffit d utiliser l outil Distance Ruler disponible dans l onglet Measuring. On mesure la distance entre deux locators. Pour placer des locators supplémentaires, on trouve l outil Place Marker dans l onglet Modeling. Le placement s effectue comme pour les locators de calibrage, mais comme la scène est déjà calibrée, ImageModeler affiche les droites guides, qui permettent de placer précisément les points dans l espace. Concrètement, une fois placé le nouveau locator dans la première image, une droite s affiche sur les images suivantes, sur laquelle se situe le point d après le calibrage effectué. Il suffit de placer notre locator sur une seconde image, et ImageModeler le place automatiquement sur les images restantes. Un objet appelé Ruler est crée dans le dossier Measures de l explorateur de scène. La longueur est affichée dans les viewports, et également dans la page de propriétés de l explorateur de scène. La mesure de la largeur du carton nous donne 35.7cm IE-Tutoriel_ImageModeler 8/11 Version: 0.01
Modélisation et extraction de textures Ce tutoriel montre la création des quelques objets présents dans la scène. On va commencer par des cubes s appuyant sur les locators présents dans la scène. 1- Activez l outil Create Primitive Par défaut, le mode est réglé sur Cube 2- Il est demandé de placer 4 points pour positionner la boite. Commencez par cliquer sur les trois points utilisés précédemment sur la face supérieure du carton. Puis, cliquez sur le point à la base du carton. Notre premier volume est créé. 3- Renommez l objet Cube en Carton en utilisant l explorateur de scène. Profitez-en pour renommer le Mapping Group correspondant à cet objet. IE-Tutoriel_ImageModeler 9/11 Version: 0.01
L étape suivante consiste à lancer le processus d extraction de textures. 1- Sélectionnez l onglet Texturing 2- Activez l outil Object Selection (il devrait être activé par défaut) 3- ImageModeler a besoin de savoir quel(s) objet(s) ou face(s) doivent être texturés. Pour choisir l objet Carton, cliquez sur l objet dans le viewport ou directement dans l explorateur de scène. L objet est surligné dans ce dernier. 4- Cliquez sur Extract Texture pour commencer l extraction (touche F11) Une boite de dialogue apparaît. Vous pouvez changer les paramètres d extraction. La sélection d images à utiliser Définir le mode de calcul de la taille de texture (Density/Best/Custom) Mode d extraction (Vertex Weighted/Use All shots/area Weighted) Le mode de Fusion (Smart/Linear/PSD Manual) Utiliser les objets cachés pour la visibilité. NOTE : Pour plus d informations sur ces options, consultez le fichier IM_UserGuide-1.pdf disponible dans le répertoire T:\Filieres-metiers-M3\Ingenerie numerique et image\photomodelisation Pour l instant, choisissez Best, puis descendez le curseur pour obtenir une texture d environ 1024 pixels de long. Cliquez sur OK. ImageModeler crée les textures correspondantes à l objet sélectionné. On peut les voir dans la rubrique Materials de l explorateur de scène. En faisant Alt+Clic droit dans un viewport, on peut tourner autour de l objet. Vous pouvez désactiver la transparence dans la Display Bar afin de voir l objet texturé. IE-Tutoriel_ImageModeler 10/11 Version: 0.01
En faisant un clic droit dans un des viewports et en choisissant Switch to UV view, on peut observer le mapping utilisé pour cet objet, et intervenir dessus. En répétant toutes ces opérations, on peut obtenir des modèles plus détaillés et ainsi compléter notre scène. IE-Tutoriel_ImageModeler 11/11 Version: 0.01