Wyobraź sobie, że wchodzisz do mieszkania, nie wychodząc z biura
Nie chodzi o panoramę 360 stopni. Nie chodzi o film z drona. Nie chodzi nawet o model 3D, który znasz z gier komputerowych.
Chodzi o coś nowego. Technologię, która rejestruje przestrzeń tak, jak widzi ją oko - z głębią, refleksami, miękkim światłem, każdym detalem. I pozwala Ci się w niej poruszać. Wejść za róg. Spojrzeć pod biurko. Podejść do okna i zobaczyć fakturę framugi.
To Gaussian Splatting - nowa technologia skanowania 3D, która w ciągu ostatnich dwóch lat zaczęła zastępować klasyczne modele 3D, panoramy 360° i wirtualne spacery typu Matterport. W tym artykule wyjaśnimy, czym to dokładnie jest, jak to działa, i dlaczego coraz więcej firm decyduje się na ten format do prezentacji swoich przestrzeni.
Czym dokładnie jest Gaussian Splatting
Mówiąc najprościej - to fotorealistyczna reprezentacja przestrzeni 3D, w której zamiast budować obiekty z trójkątów i tekstur (jak w tradycyjnych modelach 3D), używamy milionów malutkich, "rozmytych" punktów świetlnych nazywanych gaussianami.
Każdy taki gaussian to malutka kropla informacji - wie, gdzie się znajduje w przestrzeni, jaki ma kolor, jak duży jest, jak bardzo przezroczysty i jak światło na niego pada z różnych kierunków. Połącz miliony takich punktów i otrzymujesz scenę, która nie wygląda jak model - wygląda jak miejsce.
To trochę jak różnica między obrazem namalowanym pędzlem a fotografią. Klasyczny model 3D to obraz - ktoś go zbudował, ktoś go pokolorował, ale to wciąż uproszczenie rzeczywistości. Gaussian Splatting to bardziej zaawansowana fotografia, która zapamiętała przestrzeń w trzech wymiarach i pozwala Ci się po niej swobodnie poruszać.
Co najważniejsze dla widza
Gaussian Splatting wygląda realnie. Nie "ładnie jak gra wideo", nie "fajnie jak panorama", tylko realnie - jak prawdziwa fotografia, tyle że trójwymiarowa.
Refleksy się ruszają, gdy zmieniasz kąt patrzenia. Cień pod krzesłem zachowuje się jak prawdziwy cień. Faktura drewna na podłodze jest taka, jaką widziałbyś gołym okiem, a nie nałożona z biblioteki tekstur.
Skąd się to wzięło - od pojedynczych obiektów do całych przestrzeni
Jeszcze trzy lata temu skanowanie 3D było czymś bardzo niszowym. Używano go głównie w przemyśle filmowym i grach komputerowych do pojedynczych obiektów - krzesła, posągu, samochodu. Proces był skomplikowany, wymagał drogiego sprzętu, długiego przetwarzania i często ręcznego dokończenia w specjalistycznym oprogramowaniu.
Najpopularniejsza technologia tamtego czasu - fotogrametria - działała tak: robisz setki zdjęć obiektu z każdej strony, algorytm próbuje odgadnąć geometrię, sklejasz trójkąty, nakładasz tekstury. Działała dobrze dla przedmiotów o twardych krawędziach i matowych powierzchniach. Zawodziła przy szkle, refleksach, drobnych detalach, włosach, liściach drzew.
W 2020 roku pojawił się NeRF (Neural Radiance Fields) - pierwsza technologia, która rejestrowała nie tylko geometrię, ale też światło. Wyniki były rewolucyjne, ale NeRF miał dwie wady: był bardzo wolny w renderowaniu i bardzo trudny w edycji. Branża czekała na coś lepszego.
W sierpniu 2023 roku zespół badawczy z Francji opublikował pracę zatytułowaną "3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering". To była ta zmiana, na którą wszyscy czekali.
Co zmienił Gaussian Splatting
Pierwsza rewolucja: szybkość. NeRF renderował jedną klatkę przez sekundy lub minuty. Gaussian Splatting robi to w czasie rzeczywistym, w przeglądarce internetowej, na zwykłym laptopie albo telefonie. Klient nie musi nic instalować, nie musi czekać - otwiera link i już jest w środku.
Druga rewolucja: skala. Wcześniej technologie 3D skanowały pojedyncze obiekty. Gaussian Splatting skaluje się - równie dobrze rejestruje krzesło, jak salon, biuro, halę produkcyjną czy całą fasadę zabytkowego kościoła. Granicą jest właściwie tylko Twoja wyobraźnia i czas, który możesz poświęcić na przejście kamerą.
Trzecia rewolucja: dostępność. Dziś, żeby zrobić profesjonalny skan 3D wnętrza, nie potrzebujesz studia filmowego ani sprzętu za 500 tysięcy złotych. Wystarczy nowoczesny skaner ręczny (jak XGRIDS Portal CAM, którego używamy) i kilkadziesiąt minut pracy w terenie.
Jak to działa - bez technicznego żargonu
Cały proces tworzenia splata składa się z trzech etapów:
1. Rejestracja w terenie
Operator porusza się ze skanerem po skanowanym obiekcie albo wnętrzu, robiąc to mniej więcej tak, jak robisz wideo telefonem - tyle że skaner robi to znacznie precyzyjniej. Rejestruje setki kątów widzenia każdego punktu przestrzeni, zapamiętując nie tylko, gdzie co się znajduje, ale też jak światło zachowuje się w danym miejscu.
Średniej wielkości mieszkanie skanujemy w 15-30 minut. Cały lokal usługowy (salon, kawiarnię, siłownię) - w 20-40 minut. Hala przemysłowa to kilka godzin, ale wciąż w ramach jednego dnia pracy.
2. Przetwarzanie w pracowni
Surowe dane ze skanera trafiają do oprogramowania, które układa je w trójwymiarową przestrzeń. Algorytm porównuje, jak dany punkt wygląda z dziesiątek różnych kątów, i tworzy odpowiadającego mu gaussiana - punkt świetlny, który wie, jaki ma kolor i jak na niego pada światło z każdego kierunku.
Tych punktów potrafi być w jednej scenie kilka milionów. Każdy precyzyjnie umiejscowiony, każdy z własnym kolorem, kształtem, przezroczystością. Razem tworzą obraz, który wygląda jak fotografia, ale jest w pełni trójwymiarowy.
Cały proces przetwarzania trwa od kilku do 48 godzin, w zależności od skali obiektu.
3. Wyświetlanie w przeglądarce
Finalny model trafia do specjalnego wyświetlacza, który działa w każdej nowoczesnej przeglądarce internetowej - Chrome, Safari, Firefox, Edge. Bez instalacji, bez logowania, bez aplikacji.
Klient otwiera link i już jest w środku. Może obracać kamerą myszką (na komputerze), gestem palca (na telefonie) albo nawet okiem (w goglach VR). Każda przeglądarka, każde urządzenie, ta sama jakość.
Gaussian Splatting kontra klasyczna fotogrametria
Skoro już mamy podstawy, porównajmy obie technologie tam, gdzie różnica jest największa.
Realizm
Fotogrametria tworzy mesh - siatkę trójkątów z nałożonymi teksturami. Działa dobrze dla obiektów o twardych krawędziach i matowych powierzchniach. Krzesło, posąg, fasada budynku.
Gaussian Splatting rejestruje światło tak, jak ono naprawdę się zachowuje. Refleksy w lustrze, błyski w szkle, miękkie cienie pod meblami - wszystko to widać. Mesh tego nie potrafi, bo nie zna pojęcia "jak światło pada na to miejsce".
Detale i miękkie powierzchnie
Fotogrametria gubi włosy, liście, dym, mgłę, drobne tkaniny. Wszystko, co nie ma twardej powierzchni do "obklejenia trójkątami", staje się problemem.
Gaussian Splatting zachowuje wszystkie te detale. Liście drzew, koc na fotelu, draperie w restauracji - każdy element widoczny tak, jak na zdjęciu.
Czas tworzenia
Fotogrametria wymaga wielu godzin przetwarzania i często ręcznego dokończenia w specjalistycznych narzędziach (czyszczenie meshu, retuszowanie tekstur, łatanie dziur w geometrii).
Gaussian Splatting przetwarza się głównie automatycznie i wymaga minimalnej interwencji. Tam, gdzie fotogrametria potrzebuje 3-5 dni pracy z dokończeniem, splat jest gotowy w 24-48 godzinach.
Wymagania sprzętowe dla widza
Fotogrametria generuje ciężkie pliki, które wymagają mocnego komputera albo aplikacji do oglądania.
Gaussian Splatting działa w przeglądarce na telefonie. To zmienia wszystko - możesz wysłać link klientowi, partnerowi, inwestorowi, i wiesz, że otworzy to bez problemu.
Co realnie można skanować
W tym momencie Gaussian Splatting jest na tyle dojrzałą technologią, że można nim skanować praktycznie wszystko, co fizycznie istnieje. Pokażmy konkretne zastosowania.
Nieruchomości i wnętrza
Mieszkania na sprzedaż, lokale na wynajem, biura komercyjne. Klient zamiast przeglądać dwadzieścia zdjęć, wchodzi do mieszkania w przeglądarce i swobodnie się po nim porusza. Sprawdza, czy szafa zmieści się w przedpokoju, czy kuchnia ma dobre światło, czy łazienka jest taka, jak sobie wyobraża.
W praktyce: pośrednicy nieruchomości używają tego, żeby skrócić liczbę "pustych" wizyt - klient ogląda zdalnie, decyduje świadomie, dopiero potem umawia się na realny pokaz.
Więcej o tym zastosowaniu: Wirtualne spacery dla nieruchomości.
Lokale usługowe - salony, siłownie, restauracje
Tu Gaussian Splatting działa jako wizytówka biznesu. Klient szukający fryzjera albo siłowni zobaczy w wynikach Google nie zdjęcia, tylko trójwymiarową, interaktywną prezentację wnętrza. Wchodzi do środka, zanim umówi wizytę.
Dla właściciela lokalu to wyróżnik, jakiego konkurencja nie ma - w branży, w której wszyscy wrzucają te same zdjęcia, splat zwraca uwagę natychmiast.
Więcej: Marketing przestrzeni dla lokali usługowych.
Zabytki, muzea, dziedzictwo kulturowe
Tu Gaussian Splatting znajduje wyjątkową rolę - cyfrowej archiwizacji. Pożar katedry Notre-Dame w 2019 roku pokazał, jak bezcenne są wcześniejsze skany 3D budynków historycznych. Wcześniejsze digitalizacje uratowały szczegóły, które inaczej zostałyby utracone bezpowrotnie.
Splat rejestruje obiekt z pełnym detalem - fakturę kamienia, polichromię na ścianach, każdą rzeźbę z każdej strony. To bezdotykowa, nieinwazyjna metoda, idealna dla obiektów wrażliwych na światło i kontakt.
Więcej: Digitalizacja zabytków.
Place budowy, inwestycje, dokumentacja powykonawcza
Najnowsze zastosowanie. Skan wykonywany na różnych etapach budowy daje wizualną oś czasu inwestycji - fundamenty, stan surowy, instalacje, wykończenie, odbiór. Inwestor, wykonawca, architekt - wszyscy widzą dokładnie ten sam stan obiektu, bez interpretacji.
W przypadku sporu o postęp prac splat to niepodważalny dowód. Pełna geometria, pełne wymiary, pełna dokumentacja.
Więcej: Dokumentacja inwestycji.
Dokąd to zmierza
Gaussian Splatting jest dziś tym, czym była fotografia cyfrowa w 2000 roku - technologią, która zmieni branżę, ale jeszcze nie wszyscy o tym wiedzą.
W najbliższych latach zobaczymy splatty w:
- Google Maps zamiast Street View (Google już to testuje)
- Portalach nieruchomości zamiast zdjęć i panoram 360°
- Aplikacjach VR - Apple Vision Pro, Meta Quest, każde gogle nowej generacji obsługują splatty natywnie
- Filmie i reklamie - bo splat to nie zdjęcie, tylko przestrzeń, którą kamera może swobodnie eksplorować
Kolejny duży krok to 4D Gaussian Splatting - splaty z osią czasu. Wyobraź sobie nagranie wydarzenia, koncertu, spotkania, w którym możesz dowolnie poruszać kamerą w czasie rzeczywistym i w czasie. Pierwsze prototypy już są - to kwestia 2-3 lat, aż stanie się to powszechnie dostępne.
Branża jest dziś w punkcie, w którym technologia jest gotowa, ale rynek dopiero się o niej dowiaduje. To okno, w którym wczesna adopcja daje przewagę konkurencyjną - zarówno biznesom prezentującym swoje przestrzenie, jak i firmom, które robią z tego usługę.
Podsumowanie
Gaussian Splatting to nowa generacja skanowania 3D, która łączy fotorealizm fotografii z interaktywnością przestrzeni 3D. Działa w przeglądarce, na telefonie, bez instalacji. Dla widza wygląda jak prawdziwe miejsce. Dla firmy, która chce pokazać swoją przestrzeń, jest najmocniejszym dostępnym dziś narzędziem prezentacji.
Trzy lata temu skanowano pojedyncze obiekty. Dziś skanujemy całe wnętrza, fasady, place budowy, zabytki. Za trzy lata będziemy skanować wszystko, co warto pokazać.
Jeśli zastanawiasz się, czy Twoja przestrzeń, projekt albo obiekt zasługuje na taką dokumentację - prawdopodobnie tak. A pierwsze konsultacje są bezpłatne.
Artykuł napisany przez Kacpra Ormaniec, współzałożyciela Skanosfery. W razie pytań technicznych albo prośby o szczegółowy materiał z konkretnej realizacji - skontaktuj się z nami.