摄影测量研究方向 —— 之一 准备篇(新手及兴趣爱好者)

(此文章内容会不定时修正)20220406

我简单“汪”几句

        首先说明作者Andykk(以下用“我”表示)正式开始把摄影测量作为主要兴趣爱好的时间是2021年8月份左右,关于三维建模以及摄影测量技术也还在自学研究中,我不敢高估自己的技术能力,发布这一篇《摄影测量研究方向》的文章只是为了向感兴趣的人和初学者提供一点点帮助。欢迎各方面的技术大佬人才指出修正或补充我分享过程中的任何一点错误,友好交流的知识共享有利于共同进步。

摄影测量研究方向 —— 之一  准备篇(新手及兴趣爱好者)
摄影测量的简介、用途、工作流程和准备成本
——简介、用途

        摄影测量又称照片扫描、拍照扫描、照片重建三维······说白了就是通过拍摄一大堆关于某个物体或场景的不同方位不同角度照片,提交给专业软件计算出物体或场景的三维空间信息,再生成为三维模型数据。

        摄影测量用于地形测绘建筑工程制造质量控制、物证调查(例如2022年3月21日的惨烈空难,默哀···以及其他交通事故现场)、生物医学、文化遗产(考古现场和文物数字化保护)地质等领域 ,也广泛用于为影视、游戏创建提供逼真的环境资产、物体资产、人物资产等

        贴近我们生活一点的例子就是可以留存下不一样的宝贵记忆,比如外出爬山看到了奇形怪状的石头、奇形怪状的树、奇形怪状的地形等等;或者是老家中找到的有年代感的桌椅、有年代感的摆件、有年代感的雕刻,甚至老家整个都可以通过摄影测量重建成三维模型来永久保存。

        可前往我的三维资产分类下查看我制作的摄影测量三维模型

关于摄影测量应用的示例图

——摄影测量工作流程

大致工作流程:
前期拍摄软件内对齐照片生成和处理点云生成和处理模型网格生成模型纹理导出完整模型后期处理模型及贴图

精简流程:前期拍摄上传平台自动处理 ⇒ 导出完整模型后期处理模型及贴图

补充:前期拍摄时不止可以拍照片,还可以拍视频再通过抽帧得到照片,这样也能得到一定的便利,相关参数及注意事项会在下一篇前期拍摄中进行分享。

——准备和成本(拍摄设备-自行按需选择)

        仅需一部能拍照的手机——摄影测量技术适合所有人,如果你只是想给身边的一些物品、场景等进行记忆留恋,你可以只花费一些时间成本,花点时间去对物品场景拍摄一些照片,再将照片上传到线上的摄影测量平台,也能得到效果非常不错的三维模型。至于是否想要3D打印,那就已经是生成模型之后要考虑的事了。

摄影测量研究方向 —— 之一  准备篇(新手及兴趣爱好者)

        专业一点就上单反/微单——要说到细节、画质,在如今手机摄像头都有高达1亿像素传感器的时代(现在才2022年)下,我还是要推荐单反/微单,因为它有更大的传感器,有更丰富的镜头(如果你需要拍摄微小的物品来进行重建,就需要更换相应的微距镜头)、滤镜片(主要需要CPL偏振镜片来滤除高反射材质物品表面部分反射光),有更可靠的变焦···

        要想效果好器材不能少——要重建出360度无死角的物品模型,拥有几张纯净的背景布(背景板等,通常为白色、灰色、黑色、蓝色等),会大大提升重建成功率和效果;拥有一个电动/手动转台也会为你前期拍摄时提供很多便利;稳定的三脚架也是必不可少;支撑夹持工具能帮助你以任何姿态摆放被拍摄物品;几盏大面积布光的灯具,以及柔光布等;户外或室内灯光的色温往往会有些许偏差,你还需要购置校色卡、灰卡,在拍摄时参与拍摄,并在重建前矫正照片。

        实用的小工具——可塑性好又有一定粘性的橡皮泥或粘土,非常适合固定外形比较解决球形或不规则无法正常摆放的物品,橡皮泥颜色要匹配使用时的背景布颜色;纯色的哑光喷漆涂料,可以将一些半透明、高反射的表面处理成能够正常摄影测量的漫反射表面,有条件的也可以购买摄影测量专用喷漆;此外,如果需要在三维软件内还原物体的真实尺寸,你还需要准备比例尺,在前期拍摄时放置在被摄物体边上,一同参与三维重建。

——准备和成本(软件工具-自行按需选择)

        线上、免费的摄影测量平台——摄影测量需要电脑进行大量的计算和内存,也是比较吃性能的技术,而且正版软件的许可证都不便宜。如果没有专业的重建三维需求,你可以考虑线上平台走精简流程。这里出于对大家的钱包和信息安全、以及中国社会的信息安全考虑,我只推荐中国武汉大势智慧科技有限公司(真实世界三维数字化重建及三维数据服务)的  云端地球  平台,我觉得他们的摄影测量重建三维做得很专业效果很好,据我所知,他们提供的小物件重建三维的服务目前是免费的,真心推荐,我没有任何广告费;而且云端地球近期已推出手机端的应用,支持3D打印,是国内第一家提供拍照-建模-打印-邮寄一体化服务的公司。

        专业的摄影测量软件——专业软件有很多,选择一个适合的即可。
        付费的:Agisoft Metashape、3DF-zephyr、RealityCapture(RC)、ContextCapture(CC)、Autodesk ReCap Pro等等,大多数软件的工作流程清晰、程序界面非常便于使用。我在试用了Metashape、3DF、RC后,选择了Metashape并且已购买正版永久许可证。选择Metashape的原因是在使用过程中觉得它的照片对齐匹配能力相比其他两款,更加智能和准确,而且快速,至于重建的精细程度,我认为三者相差不大。当然我的测评不一定是准确的,欢迎软件经验更丰富的朋友在评论区中分享自己的经验。

        免费的:Meshroom、MICMAC、COLMAP、OpenDroneMap等等,大多是开源免费的,在安装时可能需要调试运行环境(对电脑小白不是很友好,Meshroom除外,它还是非常不错的)。

        3DF-zephyr有免费使用的版本,但是只能控制好对被摄物体的照片不能超过50张,因为50张是免费版本的上限,付费版则没有上限。RealityCapture最新版1.2开始加入积分制来进行收费,即使用多少资源就扣除多少积分费用,通常以照片的像素来计算,详见下图中的计费标准。但有个好处,就是重建过程中不收费,在处理的过程中会有费用预估,等到确认最终效果是满意的模型结果时,导出才会收费。 近日RC也推出了手机端的扫描应用,有兴趣的可以了解下。上述两款软件都适合新手和爱好者入门学习专业的摄影测量技术。

        我很少使用Mac端,且Mac因为硬件原因在摄影测量中使用或许较少(在三维软件修整模型及贴图处理的步骤中除外),所以我讲解会以Windows为主,Mac端的程序在界面以及操作上与Windows相差不大,如有特殊情况以后会进行补充。

摄影测量研究方向 —— 之一  准备篇(新手及兴趣爱好者)

3DF-zephyr的许可证定价(2022年4月6日图)

摄影测量研究方向 —— 之一  准备篇(新手及兴趣爱好者)

Agisoft metashape的许可证定价(2022年4月6日图)

摄影测量研究方向 —— 之一  准备篇(新手及兴趣爱好者)

Reality Capture的许可证定价(2022年4月6日图)

相关软件下载
专业软件

支持系统: 网页端,无需下载
GPU:有手机就行要啥GPU

支持系统: Win、Linux
GPU:非必需,支持只用CPU计算

支持系统: Win、Xp、Mac 、Fedora、RHEL、Ubuntu
GPU:非必需,支持只用CPU计算

支持系统: Win、Mac、Linux
GPU: NVIDIA 或 AMD,配置影响重建计算速度

支持系统: Win
GPU: 必须是Nvidia,配置影响重建计算速度

支持系统: Win
GPU:  必须是Nvidia,配置影响重建计算速度

来点小料!!我猜你很喜欢自学
注解、引用

➀ :该句部分引用了维基百科中关于摄影测量用途的基础介绍
➁:示例图来源于以下链接:
RC摄影测量在《攻壳机动队》中的应用 :https://www.capturingreality.com/RealityCapture-In-Ghost-In-The-Shell
视觉特效和摄影测量艺术 :https://www.capturingreality.com/Article-Art-of-VFX
清华大学老校门 :http://vision.ia.ac.cn/zh/data/index.html
圣玛尔塔考古发掘现场扫描图 :https://harvest4d.org/?page_id=1367
为自动驾驶提供四季挑战性研究 :https://www.4seasons-dataset.com/
手机拍摄158张照片电脑生成的姜饼人 :https://www.capturingreality.com/free-datasets

版权声明:Andykk 发表于 2022 年 4 月 13 日 下午 4:00。
转载请注明:摄影测量研究方向 —— 之一 准备篇(新手及兴趣爱好者) | Andykk

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1 条评论

  • 海边地灯
    海边地灯 游客

    真溜,学习到了

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