Семестр 3. Камера как измеритель
Два отчёта на одну камеру и один предмет: протокол серии (неделя 2) и курсовая 3D-модель (стенд Ф09). Каждая следующая лекция добавляет измерение в тот же архив, а не новый «лабораторный отчёт ради отчёта».
1. Хребет семестра
На входе — любая цифровая камера (телефон допустим, если умеете выключить автоповорот, авто-ББ и цифровой зум). На выходе — измерительная серия + замкнутая модель предмета с оценкой. Практика недели 2 уже есть: Знакомство с ЦФК. Не плодите отдельные «лабораторки ГРИП», «лабораторки ISO» и «лабораторки Sketchfab»: это главы одного отчёта.
| Недели | Лекция | Что добавить в архив предмета | Что уметь сказать вслух |
|---|---|---|---|
| 1–2 | Ф01 + ЦФК | Паспорт камеры, серия с одной переменной, EXIF, кроп 100% | Протокол: что меняли, что держали константой, почему кадр непригоден к отождествлению |
| 3–4 | Ф02 | Тот же предмет: фикс vs зум (если есть), кроп-фактор, дисторсия по линейке на краю кадра, оценка ГРИП | Не путает f на оправе с калиброванным f. Считает ГРИП. Знает, что зум в серии ломает внутреннее ориентирование |
| 5–6 | Ф03, Ф04 | Рука вдоль кадра (rolling shutter), треугольник экспозиции на штативе, ISO vs шум на текстуре | Связывает смаз с выдержкой. Байер — не «магия цвета». Клиппинг светов хуже «чуть тёмного» RAW |
| 7–8 | Ф07, Ф10 | Два кадра линейки на базисе; три марки не на одной прямой | Параллакс руками. S, o, n, коллинеарность. Кадр ≠ сканер. Три опоры не коллинеарны |
| 9–10 | Ф09 | Ключевая съёмка: маршруты вокруг объекта, триплеты, обработка, ретопология | Почему дыра. Средняя ошибка репроекции. Масштаб линейкой или известным базисом |
| 11–14 | качество кадра, Ф05, Ф06 | Гистограмма K того же JPEG, 8 vs 12 бит, сжатие мессенджера на стереопаре | Какой файл нельзя отдавать в уравнивание. GSD ещё нет — это сем. 4; здесь — пригодность кадра |
Цвет (Ф07) в семестре 3 — про ББ и пространство, не про «красивый рендер». Если ББ пляшет между кадрами серии, коррелятор теряет текстуру так же, как на ЦФК.
2. Отчёт 1. Протокол цифровой фотокамеры
Объём: 6–12 страниц PDF (не считая приложения с полноразмерными кропами). Срок: после недели 2, дополнения — до стенда Ф09. Язык выводов: для измерения («коррелятор потеряет край»), не «мне нравится».
Титул
- Дисциплина, семестр, ФИО, группа, дата съёмки
- Модель камеры / телефона, версия прошивки если известна
- Цель одним предложением: «зафиксировать влияние выбранного фактора на пригодность кадра к отождествлению точек»
1. Паспорт камеры (до первого кадра)
| Поле | Что писать | Зачем |
|---|---|---|
| Тип | зеркалка / беззеркалка / компакт / телефон | Ф01: устройство |
| Размер матрицы | мм (или тип: 1", APS-C, FF) и разрешение W×H | потом lpx и GSD в сем. 4 |
| Объектив | фикс / зум; f на оправе; эквивалент 35 мм если кроп | Ф02: не путать с калиброванным f |
| Затвор | если известно: шторный / электронный / rolling | Ф03 |
| Формат записи | RAW + JPEG или только JPEG; цветовое пространство | Ф06 |
Выключить и не включать на всю серию: автоповорот JPEG, авто-ББ (или один пресет / серая карта на все кадры), цифровой зум, HDR «из коробки», сюжетные режимы, которые меняют резкость и шумодав между кадрами. В отчёте отдельным абзацем: что не меняли.
Метаданные: сохраните EXIF (модель, f, K, t, ISO, дата). Для телефона — скрин настроек камеры, если EXIF обрезает мессенджер. Сжатие WhatsApp/Telegram в архив не класть как «оригинал».
2. Условия съёмки
- Сцена: одна и та же (стол, двор, стенд). Описать фон: матовый / блестящий / однотонный
- Свет: день / лампа; направление; рассеиватель да/нет
- Штатив / руки / «полёт» (сдвиг камеры)
- Расстояние до объекта, если меряли линейкой или лазерной рулеткой
3. Опыты: одна переменная
Минимум четыре опыта из списка конспекта ЦФК. В каждом — таблица «фиксировали / меняли», 2–3 кадра + кроп 100% тени или края, вывод для измерения.
- ГРИП. Одна сцена, три диафрагмы. Подписать, что станет с фоном для отождествления (задний план «размоется» — коррелятор не найдёт одноимённые точки на фоне).
- Выдержка и смаз. Штатив / руки / сдвиг как имитация полёта. Связка с формулой сдвига изображения на А04 и порогом 1,25 px на А06 — даже если полёта ещё нет: студент видит, что выдержка — геометрический параметр.
- ISO. Низкое / высокое, кроп 100% тени. Шум ≠ «зерно плёнки»: это порча градиента и ложные соответствия.
- Баланс белого. Авто каждый кадр vs фиксация vs серая карта. Авто в серии ломает текстуру модели (Ф09).
- Фокус. Охота автофокуса vs замок. На стенде фокус не должен «гулять» между кадрами при том же расстоянии.
- Формат. RAW vs JPEG vs «сжатие мессенджера» — ребро кадра, блочность, потеря EXIF.
Необязательный пятый опыт после Ф02: линейка вдоль края кадра — бочка/подушка на глаз (калибровка ещё не требуется, нужна наблюдаемость дисторсии).
4. Выводы отчёта 1
- Какие настройки камеры закрепляете на стенд Ф09 (чеклист из 5–8 пунктов)
- Какой кадр из серии нельзя отдавать в уравнивание и почему (язык: отождествление, клиппинг, смаз, ББ)
- Что осталось неизвестным (калиброванный f, главная точка) — это нормально до Ф10
Приложение A. Имена файлов
Шаблон: cam_ISO800_f8_t125_exp02.jpg. Не IMG_9999 (1).jpg после пересылки. RAW и JPEG с одним stem.
3. След лекций в том же предмете
После отчёта 1 не начинайте новый объект. До стенда положите в ту же папку:
- Ф02. Расчёт ГРИП для дистанции стенда (формула тонкой линзы / калькулятор — с указанием, что это оценка, не калибровка). Если зум: два кадра с разным f запрещены в одной серии модели.
- Ф03. Один кадр с rolling shutter (движение руки или вентилятора) — в отчёт 2 как «брак, который нельзя путать с дисторсией».
- Ф07. Стереопара линейки: базис B измерен рулеткой, параллакс p в пикселях на глаз или в просмотрщике, оценка Z по формуле нормальной пары из конспекта Ф07/Ф09. Это «руки до Metashape».
- Ф10. На схеме своего кадра подписать: прикладная точка S (центр проекции), главная точка o, надир n если кадр почти плановый. Не требуется строить засечку в ПО — требуется не путать кадр со сканом.
4. Отчёт 2. Курсовая: замкнутая модель предмета
Продукт: текстурированная поверхностная модель на Sketchfab (или аналог с публичной ссылкой) + ZIP исходников преподавателю + PDF отчёта 10–20 страниц. Объект — простой матовый цветной предмет без шерсти, чистого стекла и зеркала; обоснование выбора — абзац в отчёте (Ф09 §5).
Титул и ТЗ на себя
- Объект: название, габарит (линейка в кадре обязательна хотя бы на одном снимке серии или отдельным кадром масштаба)
- Цель: замкнутая копия для визуализации / контроля формы (выбрать одно; «для игр» тоже валидно, если честно про ретопологию)
- ПО: Metashape / Meshroom / иное; версия
- Камера: ссылка на паспорт из отчёта 1 (не копировать заново, а «см. отчёт ЦФК»)
1. Стенд и протокол съёмки
- Схема маршрутов: кольца по высоте, не случайный рой. На рёбрах — чаще; детали — крупным планом
- Число кадров: снято / отбраковано / в уравнивании. Отбраковка — с причиной (смаз, клиппинг, автофокус уехал, рука в кадре)
- Константы серии: f, фокус, ББ, ISO, выдержка (или приоритет с контролем смаза), выключенный автоповорот
- Перекрытие: качественно (триплеты вокруг объекта). Конвергенция — как на Ф07, не плановый Bx из А04
- Свет: без жёстких бликов на металле, который всё же попал в кадр
2. Обработка (язык учебника, не кнопки)
Цепочка, которую нужно проговорить, даже если нажимаете пресеты Metashape. Соответствие Ф10 и руководству Metashape:
- отождествление связующих точек (соответствия);
- взаимное ориентирование / внешнее ориентирование снимков;
- самокалибровка внутренних элементов — если включали, написать; если зум — объяснить, почему это опасно;
- уравнивание связки проектирующих лучей (bundle adjustment);
- плотное построение (облако) → сетка → текстура.
В отчёте — скрин отчёта выравнивания: число камер, средняя ошибка репроекции (px), число связующих. Если часть камер не встала — не «дотыкивать маркеры сутки», а переснять (Ф09 §6).
средняя ошибка репроекции — первый критерий «склеилось ли»ориентир порядка 0,5–1 px для аккуратного стенда; не догма, а повод объяснить выбросы
Масштаб: без линейки или известного базиса модель в условных единицах. В отчёте: как вводили масштаб (маркер известной длины, расстояние между двумя марками). Контроль: измерить вторую длину на модели и сравнить с рулеткой; расхождение в % и в мм.
3. Дефекты — обязательная глава, не стыд
- Дыры: нет видимости / нет текстуры / стекло / однотон. Связка с окклюзией АФС
- Шум сетки, «каша» на рёбрах — зачем ретопология
- Расхождение двух прогонов (High vs Medium, или Metashape vs Meshroom) — свойство метода, не баг лекции
- Кадр, который «красивый», но испортил блок (смаз, ББ)
Ретопология: исходное число полигонов → целевое; UV; что ушло в карты (normal / AO), а не в миллионы треугольников. Определение — карточка ретопология.
4. Сдача
- Ссылка Sketchfab (режим просмотра, не «private без доступа преподавателю»)
- ZIP: снимки (или достаточно полный набор, если вес запредельный — согласовать), отчёт PDF, лог/отчёт выравнивания
- Устно на зачёте: показать на своём кадре, где объект целиком / где край; на модели — дыру и причину; назвать ошибку репроекции и контроль линейки
Список «ИВП, орто, ПВО, топоплан 1:1000» к этой курсовой не относится — это семестр 4 (шаблон участка).
5. Критерии оценки (черновик для разбора)
| Блок | Зачёт | Хорошо / отлично | Незачёт |
|---|---|---|---|
| Протокол ЦФК | Одна переменная, EXIF, выводы для измерения | Связка с Ф02–Ф03, чеклист на стенд | Авто-ББ и автоповорот «как получилось»; сравнение ГРИП с ISO в одной куче |
| Съёмка модели | Маршруты, константы серии, отбраковка с причиной | Триплеты, линейка, осознанный свет | Рой кадров; зум в серии; стекло без оговорки |
| Геометрия | Ошибка репроекции + масштаб или честно «условный масштаб» | Контрольная длина, сравнение ПО/пресетов | Только «модель красивая» |
| Язык | Термины словаря без путаницы кадр/скан | Цепочка Ф10 своими словами | Только названия кнопок ПО |
6. Источники
Цифры ГОСТ в семестре 3 почти не нужны; они входят в сем. 4. Здесь — камера, близкая фотограмметрия, протокол.
Основная (диск курса)
- ГОСТ 25205-82. Фотоаппараты и съёмочные фотографические объективы. Термины и определения
- ГОСТ 7427-76. Геометрическая оптика
- ГОСТ 19821-83. Затворы для фотоаппаратов
- ГОСТ Р 51833-2001. Фотограмметрия. Термины и определения
- Чибуничев А. Г. Фотограмметрия. МИИГАиК, 2022 — коллинеарность, засечка, обработка снимков
- Luhmann et al. Close-Range Photogrammetry and 3D Imaging. 2023 — близкая съёмка, сети, точность
- Наземная фотограмметрия (методичка на диске)
- Редько А. В. Основы фотографических процессов. Лань, 1999
Протокол камеры и качество кадра
- Digital Camera Sensors — Байер, размер пикселя. Cambridge in Colour
- Depth of Field · Hyperfocal Distance
- Rolling Shutter
- White Balance
- DxOMark lens and camera sensor testing protocol — SNR, ДД, ISO, T-stop (не обязательный метод курса, ориентир «как меряют матрицу»)
- ExifTool — чтение метаданных без «пропал EXIF в мессенджере»
Обработка и сдача модели
- Agisoft Metashape User Manual (Pro 2.0 PDF; при другой версии сверяйте главы на сайте Agisoft)
- Meshroom / AliceVision — открытый пайплайн
- Sketchfab — типовая сдача визуализации
- Unity: get started with photogrammetry — зачем ретопология и карты
Конспекты курса (обязательная опора формулировок)
- Практика ЦФК · Ф09 · Ф07 · Ф10 · качество кадра
- Сводка PDF: Литература