Software
Im Folgenden wird Software zu den Themen
- Laserscanning (LIDAR)
- Image Matching / Structure from Motion
- Programmier-Tools
- Standardsoftware (Bildbearbeitung etc.)
vorgestellt.
Laserscanning (LIDAR)
Free LiDAR Tools
- LAStools:
LAStools is a collection of highly-efficient, well written tools having multi-core batch processing skills. The data format coming under LAS, LAZ and ASCII data sets are able to manipulate. The little OpenGL viewer called lasview can be used to visualize the LiDAR data in LAS format. TIN and some data structures can be created from the viewer itself. More info: https://rapidlasso.com/lastools/
- PCL (The Point Cloud Library ):
The Point Cloud Library (PCL) is a product of large scale, open project for 2D/3D image and point cloud processing. Within the framework of PCL, numerous state-of-the art algorithms are contained including filtering, feature estimation, surface reconstruction, registration, model fitting and segmentation. In order to simplify the usage and development schemes, the PCL is split into several modular libraries by which the PCL Visualization module is specially developed for displaying the point clouds. More info: https://pointclouds.org/ - PDAL:
PDAL is a C++ library for translating and manipulating point cloud data. In addition to the library code, PDAL provides a suite of command-line applications that users can conveniently use to process, filter, translate, and query point cloud data. More info: https://pdal.io/en/stable/index.html - CloudCompare:
CloudCompare is an application for managing and comparing huge amount of 3D point clouds. Generally, more than 10 millions points (including surface meshes) and up to 120 million points with 2 Gb memory can be manipulated. Its development commenced in 2004 as part of a CIFRE thesis project. The application includes several features for processing, managing and visualization of point cloud data. Besides, it provides a ccViewer for displaying data on the screen. Mainly ASCII , binary and LAS file formats are accepted by the system. More info: https://www.danielgm.net/cc/ - Meshlab:
Meshlab is a powerful free open-source software which could be used to view and to edit all well-established 3D formats. It is capable to work directly with point clouds and generate and edit polygon mesh 3D models as well. It requires quite a bit of learning effort to fully utilize all its functionalities, but it is very simple to use MeshLab just as a 3D point cloud viewer. More info: https://www.meshlab.net/ - Quick Terrain Reader:
The Quick Terrain Reader is the free version of well-known Quick Terrain Modeler. The Quick Terrain Reader is capable of visualizing pre-built digital elevation models (DEMs) and point clouds. End users are also able to freely move through the terrain in a fast and intuitive way with the software. Some functionality with LAS files, displaying of RGB color values on a per-point basis and also intensity values can be easily accomplished. More info: https://appliedimagery.com/download/ - Pointy:
Pointy is a free and open source point cloud viewer forked from Radiohead House of Cards Project, based on the Processing Programming Language. These are the controls for Pointy: w/up arrow ( forward), s/down arrow (backward), a/left arrow (turn left), d/right arrow (turn right), e (move upward) and c (move downward). More info: http://mac.softpedia.com/progDownload/pointy-Download-55381.html
Notes: A more comprehensive list of open-source lidar processing software is available at https://portal.opentopography.org/tools/listTools
Commercial LiDAR Tools
- Terrasolid:
Terrasolid software packages are employed for airborne and mobile Lidar point clouds and image processing. The software can be bounded with various applications such as data calibration, point classification, delivery product production and etc. Furthermore, software includes a, TerraStereo, for the visualization of large point clouds in mono and stereo mode. TerraStereo contains sophisticated methods for displaying point clouds and utilizes high-end graphics hardware in order to speed up dynamic and stereo visualizations. The package runs as stand-alone application. Most of the Terrasolid applications are built on top of Bentley software. For more info: https://terrasolid.com/ - Quick Terrain Modeler:
QT Modeler is one of the world's premier 3D point cloud and terrain visualization software package. It allows visualizing, analyzing and exploitation of vast amounts of data. The package can visualize the points as a cloud, as a gridded surface in a DEM, or display both simultaneously. The software is originally designed for use with LiDAR, but flexible enough to accommodate other 3D data sources as well. QT Modeler provides user friendly experiences that allow end-users to work with significantly more data, render larger models, analyze data faster, and export a variety of products. Once you display the data, you can enhance the view using several visualization tools such as custom lighting, custom elevation palettes, model coloration, and elevation exaggeration. For more Info: https://appliedimagery.com/download/ - SCOP++:
Powerful comprehensive solutions for filtering, classification, quality control & editing and visualizing of LIDAR point clouds are offered by the LIDAR Box, containing in SCOP++ Kernel, SCOP++ LIDAR and inpho's DTM editing station DTMaster. The newly improved filtering scheme now easily detects large man-made structures as well as low vegetation objects. At the beginning, SCOP++ is designed for handling of every kind of DTM projects, with data coming under LIDAR by INPHO. The software currently comes with an efficient interactive checking and editing tools for large point clouds with optional stereo measurement capability. For more info: https://de.geospatial.trimble.com/products-and-solutions/trimble-inpho - Lidar360:
The LiDAR360 Framework lays the foundation for the entire software suite. With TB-level processing power, the Framework contains tools required for effectively interacting and manipulating LiDAR point cloud data. Functions include data management, automatic strip alignment, and point cloud classification. It also allows users to upgrade to application-specific modules such as terrain, ALS/ TLS Forestry, and Geological Analysis. In the latest version 5.0, the powerline module is added to LiDAR360. Users can conduct professional analysis on powerline data, such as classification, danger point detection, and so on. https://www.greenvalleyintl.com/LiDAR360/
Image Matching / Structure from Motion (SFM)
Structure from Motion beschreibt den Prozess der 3D Oberflächenbrechnung mit 2D Bildinformationen aus unterschiedlichen Perspektiven. Damit 3D Punkte aus 2D Bilddaten berechnet werden können, ist es zuerst notwendig den Bildverband zu orientieren. Dies geschieht durch eine Kombination von photogrammetrischen Algorithmen. Im speziellen sind dies die Merkmalspunktdetektion und -extraktion, Zuordnung homologer Punktepaare, relative Orientierung von Bildpaaren, robuste Schätzer zur Ausreißerdetektion und die Bündelblockausgleichung.
Freeware SfM Tools
- Bundler + CMVS:
Ist das erste SFM-Tool, welches die komplette Prozesskette in einem Programm implentiert hatte. Das konsolenbasierte, open-source Programm bietet im Zusammenspiel mit PMVS2 ein flexibles Werkzeug mit vielen Einstellungen zur Ergbnisoptimierung. Mehr zu Bundler und mehr zu CMVS (Dense Matching) - COLMAP:
COLMAP ist eine OpenSource, universell einsetzbare, durchgängig bildbasierte 3D-Rekonstruktionspipeline (d. h. für Structure-from-Motion (SfM) und Multi-View Stereo (MVS)) mit einer grafischen und einer Kommandozeilen-Schnittstelle. Der SourceCode wurde über GitHub veröffentlicht. Mehr zu COLMAP - MicMac:
Ist ein Konsolenprogramm zur Oberflächenberechnung. Mehr zu MicMac - Meshroom:
ist eine freie Software von Alicevision und stellt eine gute Alternative zu dem weit verwendeten kommerziellen Agisoft Metashape dar. Mehr zu Meshroom - Regard3D:
ist eine freie OpenSource Software zur Erzeugung von 3D-Modellen via Structure-from-Motion. Das Tool ist für Windows und MacOS verfügbar. Wie "OpenSource" vermuten lässt, liegt der komplette Code des Programms offen. Mehr zu Regard3D - SF3M:
Ist ein Tool zur Berechnung von 3D Modellen aus Bilddaten. U.a. können resultierende Punktwolken geo-referenziert und gefiltert werden. Mehr zu SF3M - Visual SFM:
Ist ein offline SFM-Tool von Changchang Wu, welches grafikartenoptimierte Algorithmen bereitstellt, wodurch die Rechenzeit um ein wesentliches Faktor minimiert wird. Nebenbei werden hier die verschiedenen Schritte der 3D Punktberechnung gut dokumentiert und visualisiert. Eine Implementierte GUI mit 3D Viewer rundet das Ganze zu einem empfehlenswerten SFM-Tool ab. Mehr zu Visual SFM
Weitere SFM-Software (als Alternative zum Marktführer Agisoft Metashape) lässt sich hier finden. Weiterhin gibt es viele Smartphone-Apps, zu finden meist unter den Schlagworten "3D Scan" oder "3D Druck".
Kommerzielle SFM Tools
- Agisoft Metashape:
Marktführer. Ist ein SFM-Tool mit vollständiger grafischer Oberfläche und 3D Viewer. Es ermöglicht die Berechnung der Vororientierung und 3D-Punktberechnung mit unterschiedlichen Parametern, wodurch das Ergebnis je nach bedarf optimiert werden kann. Mehr zu Metashape - 3DF Zepyhr:
Ist ein sehr umfangreiches SFM-Tool mit grafischer Oberfläche und 3D Viewer, sehr ähnlich zu Agisoft Metashape. Der Einstieg in 3DF Zephyr ist sehr nutzerfreundlich durch einen sog. Wizard gestaltet, für komplexere Fragestellungen bietet das Tool jedoch zahlreiche Optionen zur Parametrisierung. Mehr zu 3DF Zephyr - RealityCapture: Mehr zu RealityCapture
Programmier-Tools
- Scilab: http://www.scilab.org/
- Octave: http://sourceforge.net/projects/octave/files/
- zusätzliche Pakete: http://octave.sourceforge.net/packages.php
- GUI-Octave: http://www.softpedia.com/get/Science-CAD/GUI-Octave.shtml
- Python: http://www.python.org/getit/
- C++ Compiler:
- gcc: MinGW32 und MinGW64: http://tdm-gcc.tdragon.net/oder http://www.cygwin.com/
- kommerziell: mvcc (Microsoft Visual Studio) / Intel C Compiler
- IDEs:
- Microsoft Visual Studio: https://visualstudio.microsoft.com/de/downloads/? (Kommerziell, freie Angebote für Studierende / Akademische Zwecke verfügbar)
- Netbeans: http://netbeans.org/
- Eclipse: http://eclipse.org/
- Qt: http://qt-project.org/downloads
- Bibliotheken:
- OpenCV: http://opencv.willowgarage.com/wiki/ (Bildverarbeitung)
- PCL: http://pointclouds.org/ (Punktwolkenberarbeitung)
- CUDA: https://developer.nvidia.com/ (Grafikkartenprogrammierung)
- OpenCL: http://www.khronos.org/opencl/resources (Grafikkartenprogrammierung)
- OpenGL: https://www.opengl.org/ (Entwicklung von 2D- und 3D-Computergrafikanwendungen)
Standardsoftware (Bildverarbeitung, Anzeige, etc)
Open Source:
- GIMP (Rastergrafiken: Erzeugen, Bearbeitung, Manipulation)
- Irfanview (Anzeige Rastergrafiken)
- ImageJ (Manipulation Rastergrafiken)
- Faststone (Anzeige Rastergrafiken)
Kommerziell:
- Adobe Photoshop (Rastergrafiken: Erzeugen, Bearbeitung, Manipulation)
- Adobe Illustrator (Vektorgrafiken: Erzeugen, Bearbeitung, Manipulation)