Agisoft Metashape

Agisoft Metashape — это программное обеспечение для фотограмметрической обработки цифровых изображений, предназначенное для создания трёхмерных моделей, ортофотопланов, цифровых моделей рельефа (ЦМР) и облаков точек на основе набора перекрывающихся фотографий. Разработано российской компанией Agisoft LLC (Санкт-Петербург). Программа используется в геодезии, картографии, археологии, строительстве, машиностроении, игровой индустрии и других областях, где требуется точное трёхмерное моделирование объектов или территорий по снимкам.

История

Разработка Agisoft Metashape началась в 2006 году под названием Agisoft PhotoScan. Первоначально проект был ориентирован на решение задач компьютерного зрения и фотограмметрии. В 2010 году была выпущена первая коммерческая версия PhotoScan Standard, а в 2011 году — версия Pro с расширенными возможностями, включая поддержку геопривязки, автоматическое создание ортофотопланов и экспорт в форматы ГИС.

В 2019 году компания Agisoft LLC провела ребрендинг: продукт получил название Agisoft Metashape. Основные причины — обновление архитектуры программы, добавление новых алгоритмов и стремление к более современному позиционированию на рынке. Версия 1.6 стала первой под новым именем. С тех пор программа регулярно обновляется, добавляя поддержку новых форматов, улучшенную обработку текстур и работу с большими наборами данных.

Основные возможности

Фотограмметрическая обработка

Agisoft Metashape реализует полный цикл фотограмметрической обработки: от загрузки сырых изображений до получения готовой трёхмерной модели или ортофотоплана. Основные этапы включают:

• Выравнивание снимков — автоматическое определение взаимного положения камер на основе характерных точек (ключевых точек) на изображениях. Результатом является разрежённое облако точек и параметры внешнего и внутреннего ориентирования камер.
• Построение плотного облака точек — на основе выровненных снимков алгоритм вычисляет глубину для каждого пикселя, формируя плотное трёхмерное облако. Используются методы стерео-сопоставления и многовидовой стереозрения (MVS).
• Построение полигональной модели — на основе плотного облака точек создаётся трёхмерная сетка (mesh) с текстурами. Поддерживаются различные методы: по облаку точек, по глубине или по плотности.
• Создание ортофотоплана — проекция текстур на единую плоскость с коррекцией искажений. Результат — геопривязанное растровое изображение, пригодное для использования в ГИС.
• Построение цифровой модели рельефа (ЦМР) — на основе облака точек или сетки программа генерирует растровую модель высот (DEM/DSM).

Геопривязка и система координат

Программа поддерживает работу с системами координат через библиотеку PROJ. Пользователь может задать локальную или глобальную систему координат (например, WGS 84, МСК-50, Пулково-1942). Геопривязка выполняется на основе данных GPS/IMU, заложенных в EXIF снимков, или по опорным точкам (GCP — ground control points), координаты которых вводятся вручную или загружаются из файлов. Agisoft Metashape позволяет выполнять калибровку камер, коррекцию дисторсии и уравнивание блоков снимков.

Обработка текстур

Для полигональных моделей программа создаёт текстуры высокого разрешения. Поддерживаются форматы JPEG, PNG, TIFF. Доступны различные методы упаковки текстур (адаптивный, по цвету, по UV-координатам). Возможно создание текстурных атласов для последующего использования в 3D-редакторах.

Экспорт данных

Agisoft Metashape экспортирует результаты в широкий спектр форматов, включая:

• Облака точек: LAS, LAZ, PLY, XYZ, TXT, E57.
• Полигональные модели: OBJ, STL, PLY, FBX, DAE, 3DS, VRML.
• Ортофотопланы и ЦМР: GeoTIFF, JPEG, PNG, TIFF, ASCII XYZ (для ЦМР).
• ГИС-форматы: Shapefile, KML, GeoJSON (для границ и разметки).
• Векторные данные: DXF, PDF (для чертежей и профилей).

Применение

Геодезия и картография

Agisoft Metashape широко используется для создания ортофотопланов и цифровых моделей рельефа по данным аэрофотосъёмки (в том числе с беспилотных летательных аппаратов — БПЛА). Программа позволяет получать планы с точностью до нескольких сантиметров при условии использования опорных точек. Применяется для топографической съёмки, мониторинга строительных площадок, обновления карт.

Археология и культурное наследие

В археологии программа используется для документирования раскопок, создания трёхмерных моделей артефактов и архитектурных объектов. Позволяет фиксировать состояние памятников, проводить виртуальные реконструкции и публиковать модели в открытом доступе.

Промышленность и машиностроение

Применяется для обратного инжиниринга (reverse engineering) — создания трёхмерных моделей деталей по фотографиям. Используется при контроле качества, создании цифровых двойников и в аддитивном производстве (3D-печати). Позволяет измерять геометрию объектов с высокой точностью.

Строительство и архитектура

В строительстве Agisoft Metashape используется для мониторинга прогресса работ, создания исполнительных съёмок, контроля объёмов земляных работ и оценки состояния конструкций. Архитекторы применяют программу для создания моделей существующих зданий и территорий.

Игровая индустрия и визуальные эффекты

Программа позволяет создавать текстурированные трёхмерные модели для компьютерных игр, виртуальной реальности (VR) и кино. Модели могут быть импортированы в такие движки, как Unity и Unreal Engine, а также в 3D-редакторы (Blender, 3ds Max, Maya).

Системные требования

Agisoft Metashape работает под управлением операционных систем Windows (7/8/10/11), macOS (10.13 и новее) и Linux (Ubuntu, CentOS, Fedora). Для эффективной работы рекомендуется:

• Процессор: многоядерный (от 4 ядер), предпочтительно Intel Core i7/Xeon или AMD Ryzen/Threadripper.
• Оперативная память: от 16 ГБ (для небольших проектов), 32–64 ГБ и более для крупных наборов снимков.
• Видеокарта: с поддержкой CUDA (NVIDIA) или OpenCL (AMD) для ускорения обработки плотного облака точек и текстур. Рекомендуется видеопамять от 4 ГБ.
• Дисковое пространство: SSD-накопитель для проектов и временных файлов; объём зависит от количества снимков (часто требуется от 100 ГБ до нескольких терабайт).

Лицензирование

Agisoft Metashape распространяется по коммерческой лицензии. Доступны три редакции:

• Standard — базовый функционал: выравнивание, построение плотного облака, полигональной модели, текстуры, ортофотоплан (без геопривязки), экспорт в основные форматы.
• Pro — полный функционал, включая геопривязку, поддержку опорных точек, калибровку камер, построение ЦМР, экспорт в ГИС-форматы, работу с большими проектами и пакетную обработку.
• Education — редакция для учебных заведений с ограниченным функционалом (аналог Standard) по сниженной цене.

Лицензия является бессрочной, но обновления (major updates) приобретаются отдельно. Для коммерческого использования требуется покупка лицензии на одно рабочее место. Студенческая лицензия не предусмотрена.

Критика и ограничения

Основные недостатки Agisoft Metashape, отмечаемые пользователями:

• Высокая стоимость — лицензия Pro стоит несколько тысяч долларов, что делает её недоступной для малого бизнеса и индивидуальных пользователей. Отсутствие бесплатной версии с ограниченным функционалом (кроме триала на 30 дней).
• Требовательность к ресурсам — для обработки больших проектов (сотни и тысячи снимков) требуется мощное оборудование, особенно оперативная память и видеокарта. На слабых ПК обработка может занимать часы или дни.
• Отсутствие встроенного редактора моделей — программа не позволяет редактировать геометрию или текстуры; все правки выполняются в сторонних 3D-редакторах.
• Ограниченная поддержка форматов — не поддерживает некоторые специализированные форматы (например, Riegl RDB, Leica PTS) без конвертации.
• Закрытый код — программа является проприетарной, что ограничивает возможности кастомизации и интеграции с другими системами.

Интересные факты

• Agisoft Metashape использовалась при создании трёхмерных моделей объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО, включая древние храмы в Сирии и Ираке, разрушенные в ходе военных конфликтов.
• Программа применялась при реставрации собора Парижской Богоматери после пожара 2019 года — на основе архивных фотографий были созданы точные модели для планирования восстановительных работ.
• В России Agisoft Metashape активно используется в системе Росреестра для создания ортофотопланов при кадастровых работах и инвентаризации земель.

Источники

• Официальный сайт Agisoft LLC — документация и руководство пользователя
• Научные публикации по фотограмметрии и компьютерному зрению (журналы «ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing», «Photogrammetric Engineering & Remote Sensing»)
• Материалы конференций по беспилотной авиации и геоинформатике (UAV-g, Geospatial World Forum)
• Отчёты о применении фотограмметрии в археологии и строительстве (проекты CyArk, Historic England)
• Сравнительные обзоры фотограмметрического ПО (GIM International, GeoConnexion)