Es handelt sich um eine Methode zur berührungslosen Erfassung und Messung von physischen Objekten oder Umgebungen mit Bildern. Bei dem Verfahren werden Informationen über Form, Größe und Position von Objekten aus einer Serie von Fotos extrahiert und zusammengesetzt. Dabei werden die Bilder mittels Triangulation korreliert, welche aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen wurden, um eine möglichst umfassende Abdeckung eines Objekts zu gewährleisten. Bei der Analyse durch eine spezialisierte Software werden diese Bilder auf gemeinsame Punkte oder Merkmale untersucht, welche der Zusammensetzung dienen.

‍

So funktioniert die Photogrammetrie Software

‍

‍

Mithilfe dieser Merkmale können die Positionen der Objekte im Raum berechnet werden. Durch die Miteinbeziehung der Parallaxe, also der Verschiebung der Merkmale aufgrund der unterschiedlichen Blickwinkel, kann zusätzlich noch die Tiefeninformation ermittelt werden. Somit werden die unterschiedlichen Merkmale einzelnen Punkten in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zugeordnet, und somit eindeutig positioniert.

Die gesammelten Punkte werden dann in einer Punktwolke oder einem 3D-Modell zusammengeführt. Dadurch können Form, Struktur und Oberflächendetails des Objekts genau dargestellt werden.

‍

In diesen Bereichen kommt die Photogrammetrie Software zum Einsatz

Die Photogrammetrie findet Anwendung in verschiedenen Bereichen, darunter Architektur, Ingenieurwesen, Vermessungswesen, Archäologie, Geologie, aber auch virtuelle Realität oder Gamedesign. Jedes Fachgebiet, das von der Erstellung hochrealistischer 3D-Modelle oder fotorealistischer Umgebungsdarstellungen profitiert, findet eine Verwendung für Photogrammetrie.

Zwei Faktoren haben die Entwicklung dabei in den vergangenen Jahren massiv vorangetrieben: einerseits die Entwicklung, aber vor allem auch die Verfügbarkeit leistungsstarker Kameras mit hoher Auflösung und wenig Rauschen, auch während der Bewegung. Andererseits die massiven Fortschritte im Bereich von Bildverarbeitungsalgorithmen, welche zu der Formung des effektiven und genauen Werkzeugs der Gegenwart beiträgt. Letztlich sind aber auch die Verbesserungen in der Zugänglichkeit leistungsstarker Prozessoren und adäquater Speicherkapazitäten ein entscheidender Schritt in der Proliferierung der Technologie gewesen.

‍

Die Funktionen von Photogrammetrie Software

Moderne Photogrammetrie Software ermöglicht eine automatisierte Verarbeitung großer Mengen von Bildern und bietet viele weitere Funktionen zur Unterstützung des Nutzers an. Häufig unterstützt sie bereits bei der Erstellung der Bilder, welche später in eine dreidimensionale Form umgesetzt werden sollen. Ein Beispiel hierfür wäre die automatische Bildausrichtung und Kamerakalibrierung. Bei dieser werden die Position und Orientierung der Bilder im Raum dahingehend gewählt, eine genau geometrische Rekonstruktion des Objektes möglichst effektiv zu ermöglichen.

‍

Algorithmen zur Unterstützung

In der Verarbeitung der Bilder werden auch stereoskopische Bildanalyse-Algorithmen verwendet. Diese dienen der eingangs erwähnten Erkennung von gemeinsamen Merkmalen in verschiedenen Bildern, um die geometrische Tiefe berechnen zu können. Hierzu werden Informationen aus mehreren Bildern korreliert, um präzise 3D-Punktwolken zu erstellen, die die Oberfläche des Objekts oder der Umgebung repräsentieren.

Da keine Aufnahme jemals perfekt ist, primär nicht, wenn diese in der Bewegung erfolgen, werden außerdem Bildverarbeitungstechniken zur Verbesserung der Qualität bei der Rekonstruktion eingesetzt. Dadurch werden Verzerrungen, Rauschen oder Beleuchtungsunterschiede aufgrund stark unterschiedlicher Umgebungslichtverhältnisse korrigiert. Diese Schritte unterstützen die Erstellung von hochwertigen 3D-Modellen, welche die realen Objekte oder Szenen darstellen.
Weitere erwähnenswerte Funktionen von Photogrammetrie Programmen sind Texturzuordnungen oder die Erstellung von Mesh-Modellen, auf welche jedoch im Rahmen dieses Artikels nicht weiter eingegangen wird.

‍

Die Auswahl der richtigen Photogrammetrie Software

Nicht alle Programme vereinen dabei alle Funktionalitäten in sich. Daher spielt die Auswahl der richtigen Software eine essenzielle Rolle, und hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab. Diese sind etwa die Art der zu rekonstruierenden Objekte, die Größe des Projekts, die erforderliche Genauigkeit oder die Verfügbarkeit der Ressourcen (Rechenleistung, Speicherkapazitäten, etc.). Und es existiert eine große Auswahl an Möglichkeiten bei der Wahl einer Software, mit teilweise unterschiedlichen Preisgestaltungen und Feature angeboten.

‍

Open Source Software

Professionelle Software

Kostenlose Open Source Offerings wie Meshroom oder VisualSFM bieten ein leicht zu nutzendes Toolkit, welches für Einsteiger bereits sehr viele Möglichkeiten bietet. Außerdem werden sie von aktiven Gemeinschaften unterstützt. Jedoch sind auch die Funktionalitäten, speziell im Vergleich zu professioneller Photogrammetrie Software, welche nicht mehr kostenfrei ist, oft eingeschränkt.
Einige professionelle Programme wie 3DF Zephyr oder Autodesk Recap bieten kostenlose Versionen an, schränken die angebotenen Funktionen jedoch stark ein. Zum vollen Zugriff auf alle Photogrammetrie Tools verlange sie häufig hohe Preise, welche sich realistisch nur lohnen, wenn man professionellen Bedarf für diese hat.

High-End Produkte wie Agisoft Metashape oder Reality Capture bieten die meisten Funktionen, beste Algorithmen und qualitativ beste Ergebnisse. Sie werden zur Erstellung von Virtual-Reality Szenen, orthographischen Projektionen, georeferenzierten Karten und für viele andere Anwendungen verwendet. Gleichzeitig bieten sie gut gestaltete Nutzeroberflächen, Einführungen in die Nutzung der Software und automatische Ausführung einfacher Aufgaben. Jedoch befindet sich der Preis für eine professionelle Lizenz zur Nutzung der beiden Programme auch jenseits der 3000€.

Dabei kommt es, unabhängig von der Wahl der Software, natürlich immer auch auf die Qualität der Eingabebilder und -daten an. Diese hängt von der richtigen Erfassungstechnik, der sorgfältigen Aufnahme, sowie der Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen ab. Hierbei lohnt es sich, speziell für Projekte auf großen Skalen im professionellen Bereich, sich einen Partner mit Erfahrung zu suchen, der sicherstellt, dass diese Sorgfalt beachtet wird.

‍

Die Firma Voxelgrid

Voxelgrid ist ein Unternehmen, welches sich mit der Erfassung und Digitalisierung von Immobilien, Infrastruktur und anderen Objekten befasst. Unser junges Unternehmen mit Firmensitz in München hat sich auf die Weiterentwicklung und Revolutionierung digitaler Erfassungsmethoden spezialisiert. Ziel ist es, Kunden und Partnern hochschnellen Zugang zu detailreichen und qualitativ hochwertigen Daten zu liefern, welche auf Wunsch an die Anforderungen des jeweiligen Auftrags angepasst werden können.

‍

Moderne LIDAR Systeme

Hierzu setzen wir bei Voxelgrid auf die Verwendung modernster LIDAR Systeme in Verbindung mit unserer innovativen Technologie. Mithilfe der leistungsstarken Sensoren unserer Geräte sind wir in der Lage, äußerst präzise Vermessungen mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 mm vorzunehmen. Diese können, je nach Wunsch, in zeichnungsbereite Punktwolken, Grundrisspläne, Schnittansichten, 3D-Modelle, CAD-Modelle oder fotorealistische 3D-Umgebunge verarbeitet werden.

‍

Unser Fokus

Dabei liegt der Fokus unseres Unternehmens einerseits auf der Bereitstellung der bestmöglichen Erfahrung für unsere Kunden bei der Nutzung unserer Technologie, andererseits auch auf der konstanten Weiterentwicklung dieser. Durch unser stetiges Investment in die Entwicklung von neuen Prototypen und leistungsstärkerer Software arbeiten wir daran, das, was in der Industrie für möglich gehalten wird, immer wieder neu zu definieren. Wir wollen traditionelle Erfassungsmethoden revolutionieren. Durch dieses Commitment zu Qualität und Erfindung sind wir in der Lage, auf immer neue Wünsche und Anforderungen von Kunden und Partnern einzugehen und maßgeschneiderte Lösungen für alle Probleme zu bieten.

Durch diese einzigartige Mischung aus Qualität, Präzision und Kundenzufriedenheit hat sich Voxelgrid einen hervorragenden Ruf in der Branche erarbeitet, und wurde bereits mehrfach ausgezeichnet. Wir sind der ideale Partner für Unternehmen, die präzise und zuverlässige Lösungen für 3D-Vermessungen, Bestandsdigitalisierung, Grundrissplanerstellung, virtuelle Walkthroughs oder jegliche andere Anforderung im Bereich der optischen Erfassung benötigen. Wir stehen für herausragende Expertise, innovative Technologien und kundennahe Lösungen mit einem Willen zur Erstklassigkeit.

‍

Der Einsatz von Photogrammetrie Software bei Voxelgrid

Wir haben bei Voxelgrid eines der schnellsten und gleichzeitig präzisesten Erfassungssysteme auf dem Markt entwickelt. Wir nutzen mobile Erfassungssysteme, welche einen kontinuierlichen Erfassungsvorgang ermöglichen. Während der Erfassung erstellt ein LIDAR System eine Punktwolke der Umgebung, welche bereits während des Vorgangs durch SLAM-Algorithmen zu einem zusammenhängenden Bild kombiniert wird. Auf Wunsch unserer Kunden erstellen wir gleichzeitig hochauflösende 360° Bilder der Umgebung eines jeden Raumes.

Da diese Bilder während der Erfassung bereits durch die Positionierung der Erfassungsinstrumente zum Moment der Aufnahme lokalisiert werden, entfällt die Notwendigkeit für die Referenzierung einzelner Bilder untereinander, um die Position zu ermitteln. Die Erstellung der Punktwolken, welche die Grundlage für die Erstellung eines 3D-Modells bilden, erfolgt durch die bis zu 300.000 Punkte pro Sekunde, welche durch das LIDAR festgehalten werden. Dadurch können wir mehr Referenzpunkte, und damit höhere Genauigkeiten bieten als durch stereoskopische Bildanalyse-Algorithmen. Dabei stellt unsere Methodik sicher, dass die Qualität der erfassten Daten den Anforderungen einer Weiterverarbeitung entspricht. Somit übergehen wir den menschlichen Faktor in der Erstellung von 3D-Modellen so gut wie möglich.

‍

Die Weiterverarbeitung mit der Photogrammetrie Software

Im Rahmen der Weiterverarbeitung der während der Erfassung gewonnen Rohdaten, setzen unsere Experten die Punktwolken einzelner Erfassungssessions zu einem kohärenten Gesamten zusammen. Aufgenommene 360° Bilder können im Rahmen dieser Weiterverarbeitung mit den Daten, welche das LIDAR gesammelt hat, crossreferenziert werden. Somit können wir die sogenannten Bilder auf die Oberfläche der von den Punkten aufgespannten Flächen projizieren. Dadurch entsteht eine verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Darstellung der erfassten Umgebung.

Diese 3D-Modelle stellen mit die hochwertigste Möglichkeit dar, die Realität in digitale Daten umzusetzen. Dank unserer firmeneigenen Software sind viele Schritte dieser Verarbeitung automatisiert. Durch den Einsatz verschiedener Verarbeitungsalgorithmen, Computer Vision und maschinellen Lernens sind wir in der Lage schnell und fehlerfrei große Mengen an Daten zu verarbeiten. Alle Schritte während des Processings werden dabei von Experten bei Voxelgrid durchgeführt. Für Kunden entsteht kein Mehraufwand, und sie profitieren vom Fachwissen und der Qualitätsgarantie von Voxelgrid.

‍

Nutzen von fotorealistischen 3D-Modellen und Photogrammetrie

Insgesamt bietet sich in der Photogrammetrie eine leistungsstarke Methode zur Erfassung und Rekonstruktion von dreidimensionalen Objekten der Umgebung. Dabei ist völlig egal, ob es sich um einzelne Dekorationsstücke, interessante Formationen der Natur oder gar ganze Apartments und Gebäude handelt. Mit der richtigen Ausstattung können all diese Dinge in eine digitale Umgebung geholt werden.

Einmal dort bieten sie eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten in den verschiedensten Bereichen: für virtuelle Touren von Immobilien, Planung von Bau und Renovierungsprojekten, Erstellung faszinierender Umgebungen für Filme, oder als Basis zur Generierung beeindruckender Welten für die Gaming-Industrie. Jeden Tag finden sich wieder Möglichkeiten für den Einsatz der hochgenauen Vermessungen, detailgetreuen Visualisierungen und realitätsnahen Simulationen, welche erst durch diese Technologien möglich geworden sind.

‍

Wir sind Ihr Partner für die Photogrammetrie Software

Dabei sind die einzigen Probleme beim Zugriff häufig die Wahl der richtigen Software und das Erlangen des Know Hows zum Umgang mit dieser, sowie des Zugriffs auf hochwertige Daten als Grundlage für die Verarbeitung. Daher bietet es sich an, sich nach einem Partner mit all dem nötigen Fachwissen, sowie der nötigen Hardware und Software für alle Schritte des Prozesses umzuschauen. Wir bei Voxelgrid stehen Ihnen gerne mit all unseren Möglichkeiten zur Seite und beraten Sie, damit Sie wissen, welche unserer Lösungen Ihren Anforderungen am besten entspricht. Kontaktieren Sie uns einfach, und wir werden Ihnen helfen, den nächsten Schritt in der Digitalisierung zu machen.
Treten Sie jetzt ein in eine fotorealistische, digitale Welt – gemeinsam mit Voxelgrid!

‍