Met een drone een 3D model maken van een oer-Hollandse windmolen: zo doe je dat
Met drones kun je niet alleen fantastische luchtfoto’s en filmpjes maken, met speciale software is het ook mogelijk om 3D modellen te maken van gebouwen of andere objecten. Dronewatch nam de proef op de som met een oer-Hollandse windmolen, die gefotografeerd werd met een Phantom 3 quadcopter. Hoe die foto’s vervolgens werden omgezet in een fotorealistisch 3D model, dat je vanuit alle hoeken kunt bekijken, lees je in dit artikel.
Het maken van 3D modellen van gebouwen of terreinen is dankzij drones prima te doen. Je hebt alleen een serie luchtfoto’s nodig van een niet al te grote hoogte, liefst op regelmatige afstand van elkaar gemaakt: een ideale klus voor een moderne cameradrone die autonoom een bepaalde route af kan leggen. Voor dit experiment werd gekozen voor een typisch Nederlands bouwwerk: een klassieke windmolen.
Bronfoto’s maken
Voor het maken van de luchtfoto’s werd een Phantom 3 Professional van DJI ingeschakeld. Met behulp van de onlangs toegevoegde Point of Interest vliegmodus legde de drone een cirkelvorming traject om de molen af. Daarbij maakte de quadcopter in de timelapse-stand om de paar seconden automatisch een foto. Het resultaat is een serie van enkele tientallen foto’s, waarop de molen rondom vanuit alle hoeken is vastgelegd:
3D puntenwolk genereren
De serie foto’s werd vervolgens ingeladen in Agisoft PhotoScan (Standard Edition, $179), een softwarepakket dat bedoeld is om 3D modellen te maken op basis van fotomateriaal. Als eerste stap wordt er een puntenwolk gemaakt in drie dimensies, waarbij je precies ziet op welke positie en vanuit welke hoek de camera bij iedere foto gericht was (weergegeven door de blauwe vlakken in de afbeelding hieronder). Je moet hiervoor wel even geduld hebben; op een snelle MacBook Pro duurt dit proces enkele uren.
Vlakken en kleurinformatie toevoegen
Een volgende stap is het maken van een zogenaamde mesh, waarbij er vlakinformatie wordt toegevoegd aan de puntenwolk. De laatste stap is het toevoegen van de kleurinformatie, zodat het 3D model de feitelijke kleuren uit de foto’s weergeeft. Het resultaat is een driedimensionale en interactieve representatie van de windmolen, die vanuit alle hoeken bekeken kan worden (dus ook vanuit hoeken waar de camera nooit geweest is; dit in tegenstelling tot normale 360 graden fotografie). Probeer het hieronder maar uit, door op de ‘play’ knop te drukken:
Toepassingen
Deze procedure biedt interessante mogelijkheden: zo kunnen oude gebouwen bijvoorbeeld gedigitaliseerd worden voor het nageslacht, of kunnen voor- en na situatieschetsen gemaakt worden tijdens een herontwikkelingsproject. Ook op het gebied van architectuur, gaming, archeologie, landbouw, journalistiek en makelaardij zijn tal van toepassingen denkbaar. De 3D modellen kunnen uiteraard ook op schaal worden uitgeprint met een 3D printer: maquettes maken van bestaande gebouwen wordt zo wel heel eenvoudig.
Er zijn wel een aantal randvoorwaarden verbonden aan het maken van 3D modellen van gebouwen met drones. Zo moet je vanuit alle kanten vrij zicht hebben op het object in kwestie: er mogen dus geen bomen of andere gebouwen in de weg staan (sowieso is het niet toegestaan om boven aaneengesloten bebouwing te vliegen). Verder doe je er goed aan om op een bewolkte dag foto’s te maken: je krijgt dan een gelijkmatige belichting en hebt geen last van schaduwen. Het object zelf mag natuurlijk niet bewegen tijdens de fotosessie; een 3D model maken van een draaiende windmolen is dus niet mogelijk.
Tot slot: over de windmolen
De windmolen in kwestie betreft trouwens de Bovenmolen Nieuwe Driemanspolder. Deze maakt deel uit van de Molendriegang bij Leidschendam. De molen is in 1672 samen met de twee andere molens gebouwd ten behoeve van het droogmaken van de Nieuwe Driemanspolder. Daar kwam in 1951 een einde aan, toen er een modern gemaal werd geïnstalleerd.
Onderstaande video toont tot slot precies hoe de drone vloog tijdens het maken van de foto-opnamen. De bewoners hadden er overigens geen problemen mee dat er met een drone foto’s werden gemaakt van hun molen.
Wil je meer informatie over het maken van 3D modellen met drones, neem dan contact op met Wiebe de Jager van Dronewatch.nl.
Goed artikel, mooie techniek.
De molen ziet er op mijn PC goed uit. Jammer, de viewer werkt niet in Android. Belangrijk als je hem als makelaar of anderszins commercieel wil gebruiken.
Je vliegt een mooie cirkel met de POI route. Lijk me ook heerlijk om de handen vrij te hebben om de camera te besturen. Met mijn Naza Lite trim ik RUDDER naar een zijde en corrigeer ik handmatig YAW om dit handmatig te bereiken, maar dat betekent vaak opnieuw vliegen om een vloeiende lijn te krijgen.
Meteen een paar vragen:
-hoeveel foto’s heb je gebruikt?
-wat was de rekentijd?
-wat zijn je ervaringen met het gratis alternatief 123D van Autodesk?
– welke besturingssystemen hebben deze POI optie?
Je model was denk ik nog beter gelukt als je op een andere hoogte hetzelfde rondje had gevlogen. Rene, de dji-pilot app verzorgt bij deze de POI optie. Voor genoeg overlap kun je o.a. de beta Pix4d capture app gebruiken(android only).
De DJI-GO app heeft echter naar mijn weten niet de optie om tijdens de POI automatisch op een zeker interval foto’s te nemen. Hiervoor dient men handmatig de camera trigger te bedienen tijdens de vlucht, met het gevaar van gebrek aan focus.
Bestaat er een mobiele applicatie waarbij men ten tijde van de POI op vooraf ingestelde intervals opnames kan maken? Bij voorkeur nadat het toestel een moment stil hangt om de focus scherp te krijgen.
Je kunt de camera gewoon op interval shooting zetten, ook tijdens het uitvoeren van een POI. Er is sowieso geen probleem met focus aangezien de camera van de drone in kwestie een vaste focusinstelling heeft 😉