Как сделать 3D-модель помещения из видеоролика, снятого на телефон?
Статья группы исследователей из международной строительной компании Laing O'Rourke получила первый приз на конференции ICCEPM 2013, посвященной промышленному и гражданскому строительству, а также управлению проектами. Доктор наук Иоаннис Брилакис (Ioannis Brilakis) со своим аспирантом Аббасом Рашиди (Abbas Rashidi) и студенткой Жасмин Хайнс (Jasmine Hines) описал построение точной 3D-модели помещений на основе простых видеоклипов, снятых камерой мобильного устройства.
Статья, которая вызвала такое внимание специалистов всего мира, называется «Замер расстояний в архитектуре, строительстве и производстве мебели: обзор технологий». В этой статье заложены фундаментальные основы для дальнейших исследований в сфере автоматического воссоздания и построения интерьеров, снятых на камеру смартфона или на обычную видеокамеру. Результаты уже проведенной научной работы вызвали большой интерес со стороны подрядчиков по выполнению косметических и капитальных ремонтов, а также дизайнеров интерьера и производителей мебели. Предполагается, что данная теоретическая разработка поможет создать приложения, которые помогут клиентам моделировать свои жилые и офисные помещения. Готовые модели помещений являются обязательным компонентом для правильного выбора отделочных материалов, техники и мебели.
Как поясняет один из авторов, Аббас Рашиди, существует уже немало коммерческих приложений для моделирования помещений, но все они действуют примерно по одной методике, в которой клиент сам должен предоставить информацию о размерах и формах помещений, либо готовые чертежи. Далее в подобных приложениях генерируется 3D-модель помещения, а клиент может выбирать и размещать элементы интерьера по своему усмотрению. Это неплохой подход, но он требует дополнительной работы по замерам, которые иногда непросто выполнить, либо они могут оказаться неточными. Чтобы решить эту проблему, доктор Блилакис со своей группой решил использовать в качестве исходного материала обычные видеоклипы.
В новой технологии клиент сначала размещает где-нибудь в комнате стандартный листок формата А4, а затем выполняет видеосъемку помещения с разных ракурсов, используя смартфон или обычную цифровую камеру. Записанное видео отправляется на сервер для обработки и построения облака точек. Готовое облако точек имеет случайный масштаб, но по листу бумаги в кадре программа может вычислить абсолютные размеры и расстояния между объектами. На этапе обработки листы бумаги с известными размерами определяются автоматически – по их очертаниям вычисляются размеры всех остальных объектов в кадре. После обработки рассчитанное облако точек с точными размерами отправляется обратно клиенту. Далее он может просматривать облако точек в трехмерном окружении, выбирать и размещать мебель, а также оценивать точный вид интерьера.
По мнению авторов, новый подход заключает в себе сразу два ключевых преимущества. Во-первых, не нужно вручную измерять геометрию помещения – достаточно просто снять видео. Во-вторых, готовое облако точек точно описывает реальную сцену с точки зрения цветов и размеров, так что декоратор или дизайнер могут легко оценить разные варианты переделки интерьера и обстановки.