【實景三維重建】實景三維重建相較于傳統建模的優勢有哪些

近年來，實景三維重建技術得到了廣泛的應用，無論是在工程項目上還是科學研究上，我們往往需要對一些現實中的物體、場景進行三維重建。重建的方法不外乎傳統的正向建模和逆向建模這兩種方法。傳統的正向建模方法是根據圖紙尺寸來進行建模；逆向建模方法包括三維激光掃描儀法和三維實景建模法。

一、實景三維重建技術的興起

近年來，三維實景重建技術開始背人們所知，逐漸應用在大型地址調查（三維地形重建）、考古、建筑復原等領域中。

實景三維建模技術也稱之為基于圖像的三維重建。這項技術能夠通過數學方法，并結合相機的一些基本原理，就可以僅僅通過上傳百張甚至幾十張照片就能得到真是目標物體的三維模型。并且通過這種技術得到的三維模型在空間結構上與真實物體的非常像素，誤差在嚴格的控制下甚至可以達到毫米級，接下來再以此為基礎，進一步對模型進行修改完善，z終可以得到精確的數據，滿足我們的需求。這種技術屬于逆向建模的范疇，這打破了傳統的三維模型制作（正向建模）和真實場景復原，提供了一個完全嶄新的方法，應用前景廣闊。

二、傳統建模的缺點

傳統建模是建模人員通過平面圖作為參考，用三維模型制作軟件，根據個人經驗從基礎的三維幾何體開始制作模型，不斷調整，z終做出目標形態。這種方式存在許多局限：

1需要花費大量的時間。建模人員需要先讀圖，了解目標物體的大體結構以及細部結構，然后再根據圖紙逐一的機型建模，這往往需要大量的工作時間。

2對建模人員的要求較高。需要建模人員對建模軟件非常的熟悉，要想達到一定的水準往往需要有大量的實戰經驗和刻苦的訓練。然而實際中我們需要制作的模型目標包羅萬象，有可以結構簡單，一些簡單的幾何體，也有可能結構復雜，比如一個人，一個復雜的曲面，這些不確定的目標類型對于建模人員來說是很大的考驗，需要對建模軟件全面的熟悉與運用。

3 對于那些沒有圖紙的模型，只能憑建模人員的主觀決定，模型的精細程度就完全得不到保證。因此這三點制約了傳統建?？焖賹崿F三維模型重建的發展，我們需要找到一種新的跟高級的建模技術。

三、實景三維重建技術的優勢

隨著計算機運算能力的不斷增強以及數字圖像處理技術的高速發展，實景三維重建的技術開始進入各行業研究人員的視野，并取得了一系列實用化成果。三維實景建模是基于圖像的三維重建，它是從單幅圖像或圖像序列中反求出物體的三維模型，它是相機拍攝照片的逆過程。雖然一幅圖像上僅含二維信息，但是這些二維信息包括多幅圖像中共同物體的物理特征及所對應的幾何關系，和兩幅圖像中的視差關系。因此我們可以比較物體某一點在多幅相片中不同的位置，據此來計算該點的三維幾何信息。這些二維信息是被拍攝物體本身所具有的。

對于一些大地形，我們為了提高精度，我們需要在地形表面增加一些特殊標識作為輔助點，比如像控點。這有助于計算機更快的更好的分辨和處理這些二維信息?？傊褪抢脭底窒鄼C作為工具，綜合運用圖像處理技術，數學理論基礎從二維圖像中提取目標的三維空間信息，z終實現目標的三維重建。這種技術有很大的優點，具體體現在以下四個方面：

1工作量大大減少，通過科學的正確的拍攝方法，能夠快速的采集數據信息，然后再室內進行數據處理，可以很快的得到目標的三維模型。

2對建模人員要求不是很高，只要簡單的熟悉拍攝技巧，以及數據處理的技巧，數天之內就可以上手。下面我會介紹拍攝技巧和數據處理技巧。

3）定種技術不受拍攝物體的形狀玳態和尺寸所限制。

4不需要昂貴的設備，一般情況下只需要普通的數碼相機就可以，如果拍攝大地形，大的建筑物，我們可以使用無人機進行數據采集。這些優點很好的彌補了傳統建模以及三維激光掃描儀存在的不足，注定了它將是今后三維建模的一個重要發展方向，它的全自動或半自動建模特點和批量處理特點決定了它能夠適用于各個行業。

實景三維重建技術已經進入到了實質性的應用階段，這種技術提供了一種獲得高精度三維模型的新方式，但是還有許多地方需要我們去完善，不過我相信隨著科學的進步，會出現更智能更高級的實景建模工具，讓我們拭目以待吧！

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