Metoder för att skapa digitala 3D-modeller

Metoderna kan ge snarlika resultat, men har sina respektive för- och nackdelar, beroende på vilken typ av föremål som skall dokumenteras, budget, syfte och användningsområde för de färdiga modellerna.

Fotogrammetri

Tekniken att med hjälp av två eller flera foton skapa 3D-bilder är nästan lika gammal som fotograferingstekniken själv, och har använts sedan slutet av 1830-talet.

När man i dag arbetar med digital fotogrammetri, tar man ett flertal foton ur olika vinklar av det föremål man vill skapa en modell av, med överlappningar som gör att hela föremålets yta täcks in. Dessa foton behandlas sedan av en programvara som identifierar gemensamma punkter i fotografierna. Med dessa punkter som referenser skapar programmet sedan en 3D-modell.

Modellen blir fotorealistisk, och kan ofta ge en bättre detaljbild av föremålet ur alla vinklar, än vad man kan se med blotta ögat genom ett monterglas. Tekniken fungerar dock inte på glasföremål och kraftigt reflekterande ytor (om de inte sprayas med färg som gör ytan matt), eftersom det på dessa föremål inte finns den typ av referenspunkter som programvaran använder sig av för att skapa 3D-modeller.

Laserskanning

Vid laserskanning används en laserstråle för att mäta avståndet mellan mätinstrumentet och mätobjektet. Precisionen är hög, även över stora ytor där kamerans optik utgör en begränsning vid fotogrammetri, men utrustningen är extremt dyr. Den visuella återgivningen av kraftigt texturerade ytor som t.ex. textilier blir inte lika realistisk och visuellt tilltalande som vid fotogrammetri.

Val av teknik – fotogrammetri eller laserskanning?

Laserskanning passar bäst för arbeten som kräver en hög grad av precision över stora ytor. Fotogrammetri är att föredra om man vill skapa fotorealistiska modeller, där precision över stora ytor inte har någon praktisk betydelse.

Fotogrammetri är inte enbart en användbar teknik för föremålsfotografering, utan fungerar också bra för dokumentation av byggnader och mindre, fasta fornlämningar. Ett vanligt tillvägagångssätt vid fotogrammetri av större objekt utomhus är att använda sig av en kamera monterad på en drönare.

Laserskanning – fördelar

• Hög precision, även över stora ytor (till exempel hällar med ristningar).
• Fungerar oberoende av externa ljuskällor.
• Automatiserad arbetsprocess, där felmarginaler i mätning helt beror på utrustningens kapacitet. Därmed mindre risk för användarfel.
• Mindre tidsåtgång än vid fotogrammetri.

Laserskanning – nackdelar

• Dyr utrustning, som snabbt blir föråldrad.
• Bristfällig återgivning av texturerade ytor.

Fotogrammetri – fördelar

• Billig utrustning – det går snabbt att komma igång med den utrustning som oftast redan finns på plats på ett museum, i form av systemkamera, stativ och lampor.
• Uppgradering sker framför allt på mjukvarusidan, och det finns därför, till skillnad från vid laserskanning, inget behov av regelbunden uppgradering av dyr hårdvara.
• Fotorealistisk och mera visuellt tilltalande återgivning av ytor och strukturer.

Fotogrammetri – nackdelar

• Mindre precision än laserskanning; framför allt över stora ytor.
• En till stor del manuell process, där genomförarens kunskap och erfarenheter är avgörande för slutresultatet.
• Tidskrävande – dels i form av den tid det tar att ta hundratals foton av varje enskilt objekt, dels i form av den tid det tar för datorn att skapa 3D-modellerna.

Från foton till färdig 3D-modell

För att genom fotogrammetri skapa en 3D-modell av foton finns ett flertal olika programvaror. I dessa videos visas en översikt av arbetsgången i två vanliga programvaror: Agisoft Photoscan och Reality Capture: