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基于图像的建模和绘制技术综述
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&&&基于多视点图像的三维建模与测量
基于多视点图像的三维建模与测量
<input type="hidden" class="share_summary"
value="基于图像的三维建模与测量是一个集计算机视觉、数字摄影测量、逆向工程技术为一体的重要研究方向，在工业制造、虚拟现实、文物保护、数字城市等领域具有广泛的应用前景。目前，大多数的基于图像的三维建模技术要求被重建物体不能有复杂的自由曲线、曲面特征，而大量的人造物体无法满足这种要求。本论文的重点是研究出一套不受物体外形约束的基于图像的三维建模与测量技术。通过该技术，使用一台普通的数码相机，以任意角度在不同视点位置拍摄几幅图像，就可以获得包含物体几何和纹理信息在内的三维模型。论文的主要工作如下：　　
首先，论文的第一部分研究了摄像机的成像模型，总结了目前常用的摄像机标定方法，给出了平面模板标定法的基本原理和实现过程，并通过实验验证了它的有效性，为后续的三维重建操作奠定了基础。　　
论文第二部分分析了现有鲁棒估计算法在基本矩阵求解问题中存在的不足，提出了一种获得基本矩阵最优解的鲁棒贪心估计算法。首先利用鲁棒策略获得内点集，然后采用贪心策略在内点集中寻找最优子集，最后利用最优子集计算基本矩阵。合成数据与真实图像的实验结果表明，所提算法在基本矩阵的求解精度、抗噪声能力、对极点的稳定性等方面都要优于现有的鲁棒方法。　　
论文第三部分提出了一种两步法估计摄像机姿态的新算法。首先采用两幅图像重建出物体的局部模型，然后以局部模型作为世界坐标系的中心，利用模型的三维特征点与图像特征点的对应关系，求解每个视点位置上的摄像机姿态。与目前常用的序列分层合并方法相比，此方法可以避免误差的累积效应，提高姿态参数的估计精度，缩短算法的运行时间。　　
论文第四部分提出了一种基于NURBS的不规则物体的三维重建方法。该方法主要由三个算法构成，分别是：基于NURBS的自由曲线重建算法、基于NURBS的自由曲面重建算法和真实感曲面绘制算法。其中，自由曲线重建算法以NURBS曲线作为重建基元，通过不同视点的两对NURBS图像曲线重建物体轮廓形状，得到物体的三维线框模型。自由曲面重建算法以物体轮廓作为被重建曲面的边界曲线，根据物体表面的特征，采用不同算法拟合出一张通过这些边界曲线的三维曲面，得到物体的三维曲面模型。曲面绘制算法为三维曲面模型上的每个空间点求解纹理信息，得到具有真实感的三维纹理模型。与现有的大多数重建方法相比，该算法不受物体外形的约束，可以重建具有任意曲线、曲面特征的物体。　　
另外，论文还研究了捆集调整算法的基本原理，给出了算法的具体实现过程。多组数据的实验结果表明，捆集调整算法能够明显降低模型的重投影误差，提高物体的三维测量精度，是三维重建系统中不可缺少的环节。　　
最后，论文以面向对象的程序设计理念为指导，使用VC++6.0作为开发平台，设计并实现了一套基于多视点图像的三维重建与测量的软件系统。并以CRT显示器和建筑物这两个具有代表性的物体作为实验对象，验证了该系统在三维建模与测量方面的可行性。"/>
基于图像的三维建模与测量是一个集计算机视觉、数字摄影测量、逆向工程技术为一体的重要研究方向，在工业制造、虚拟现实、文物保护、数字城市等领域具有广泛的应用前景。目前，大多数的基于图像的三维建模技术要求被重建物体不能有复杂的自由曲线、曲面特征，而大量的人造物体无法满足这种要求。本论文的重点是研究出一套不受物体外形约束的基于图像的三维建模与测量技术。通过该技术，使用一台普通的数码相机，以任意角度在不同视点位置拍摄几幅图像，就可以获得包含物体几何和纹理信息在内的三维模型。论文的主要工作如下：　　
首先，论文的第一部分研究了摄像机的成像模型，总结了目前常用的摄像机标定方法，给出了平面模板标定法的基本原理和实现过程，并通过实验验证了它的有效性，为后续的三维重建操作奠定了基础。　　
论文第二部分分析了现有鲁棒估计算法在基本矩阵求解问题中存在的不足，提出了一种获得基本矩阵最优解的鲁棒贪心估计算法。首先利用鲁棒策略获得内点集，然后采用贪心策略在内点集中寻找最优子集，最后利用最优子集计算基本矩阵。合成数据与真实图像的实验结果表明，所提算法在基本矩阵的求解精度、抗噪声能力、对极点的稳定性等方面都要优于现有的鲁棒方法。　　
论文第三部分提出了一种两步法估计摄像机姿态的新算法。首先采用两幅图像重建出物体的局部模型，然后以局部模型作为世界坐标系的中心，利用模型的三维特征点与图像特征点的对应关系，求解每个视点位置上的摄像机姿态。与目前常用的序列分层合并方法相比，此方法可以避免误差的累积效应，提高姿态参数的估计精度，缩短算法的运行时间。　　
论文第四部分提出了一种基于NURBS的不规则物体的三维重建方法。该方法主要由三个算法构成，分别是：基于NURBS的自由曲线重建算法、基于NURBS的自由曲面重建算法和真实感曲面绘制算法。其中，自由曲线重建算法以NURBS曲线作为重建基元，通过不同视点的两对NURBS图像曲线重建物体轮廓形状，得到物体的三维线框模型。自由曲面重建算法以物体轮廓作为被重建曲面的边界曲线，根据物体表面的特征，采用不同算法拟合出一张通过这些边界曲线的三维曲面，得到物体的三维曲面模型。曲面绘制算法为三维曲面模型上的每个空间点求解纹理信息，得到具有真实感的三维纹理模型。与现有的大多数重建方法相比，该算法不受物体外形的约束，可以重建具有任意曲线、曲面特征的物体。　　
另外，论文还研究了捆集调整算法的基本原理，给出了算法的具体实现过程。多组数据的实验结果表明，捆集调整算法能够明显降低模型的重投影误差，提高物体的三维测量精度，是三维重建系统中不可缺少的环节。　　
最后，论文以面向对象的程序设计理念为指导，使用VC++6.0作为开发平台，设计并实现了一套基于多视点图像的三维重建与测量的软件系统。并以CRT显示器和建筑物这两个具有代表性的物体作为实验对象，验证了该系统在三维建模与测量方面的可行性。
摘要： 基于图像的三维建模与测量是一个集计算机视觉、数字摄影测量、逆向工程技术为一体的重要研究方向，在工业制造、虚拟现实、文物保护、数字城市等领域具有广泛的应用前景。目前，大多数的基于图像的三维建模技术要求被重建物体不能有复杂的自由曲线、曲面特征，而大量的人造物体无法满足这种要求。本论文的重点是研究出一套不受物体外形约束的基于图像的三维建模与测量技术。通过该技术，使...&&
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文章转自微信公众号：PIX4D
版权归原作者所有
你以为你生成的纹理模型是这样的:
其实是这样的:
你以为你生成的DOM是这样的:
其实是这样的:
现实有没有更糟？
Pix4Dmapper能处理无人机或任意相机拍摄的影像，自动生成三维模型，正射影像镶嵌图，DSM等成果
然而理想的模型也并非总能“自动”获得，需要在数据采集和数据处理阶段分别掌握一些方法
还不快跟我们学起来！
数据采集阶段
这一阶段，你要注意重叠度、飞行高度、镜头角度、地面分辨率、图像清晰度等。。。
一不留神，就与理想模型失之交臂
1. 图像采集
一个好的图像采集能达到事半功倍的效果——图像采集方法不正确，在数据后处理上花再多功夫也于事无补。
Pix4Dmapper自带快速处理模式，用户可在笔记本电脑中现场测试数据，如处理结果不理想，则可考虑重新采集数据。
图像采集需要根据建模的对象来设计！
一般情况：保证至少75%的航向重叠度和60%的旁向重叠度。
森林和农田：需要增加重叠度（航向85%， 旁向70%），并尝试飞得高一点。
单栋建筑的三维重建：推荐以45°相机角度围绕建筑飞行，然后再以增加飞行高度，减小相机角度的方式飞行第二次、第三次（如果觉得太抽象，请看下图）。在重叠度方面，每隔5-10°拍摄一张照片，当然如果建筑物很大，拍摄频率需要更高。
城市建筑的重建：推荐井字型飞行，相机角度10-35°。
带状区域：例如铁路、公路、河流，需要保证至少2条航线，设置85%航向重叠度，60%旁向重叠度。
冰雪和沙地：冰雪和沙地由于特征比较单一，所以需要增加重叠度（至少85%航向重叠度，70%旁向重叠度）。另外需要调整曝光度，使影像中对比度提高。
河流和湖泊：每一张影像都需要有地面物体，可以调高飞行高度来包含更多地面物体。
地面分辨率 （GSD）
请根据项目要求设置足够的地面分辨率。地面分辨率与飞行高度及相机分辨率等有关。
△ 左：地面分辨率2.5厘米；右：地面分辨率25厘米
这里要特别注意的是，Pix4Dmapper可以在同一项目内处理不同地面分辨率的图片，但是最高地面分辨率不能大于最低地面分辨率的2倍。所以在地形变化较大的测区，推荐飞机跟随地形飞行，以保证地面分辨率基本一致（参照以下图示）。
2. 相机设置
Pix4Dmapper可以处理任意相机拍摄的影像，但为了提高项目质量，我们推荐固定焦距镜头、像素较高的相机。
通常在采集图像前，建议设置相机如下：
相机的防抖设置关闭；
相机的快门、光圈、ISO设定为自动模式，如果图像有模糊和噪点，再手动设置快门/光圈/ISO；
相机手动对焦至无限远。
图像采集结束后，请检查图像，以防下列情况发生：
△图像模糊；图像噪点；过曝或欠曝
3. 给予图像更精确的地理定位
Pix4Dmapper可以处理没有地理定位的图像。但是如果图像具有地理定位，处理速度更快，成果质量更高。
如有条件拥有RTK/PPK，在相同条件下项目精度会迅速提高。
另外，使用地面控制点可以提高项目的绝对精度。地面控制点需要在测区均匀分布，通常每个项目布置5-10个控制点，当然在地形非常复杂的区域可以布置更多控制点。在Pix4Dmapper中，还可以使用剩余的控制点作为检查点来检查项目精度。
数据处理阶段
不同建模对象的处理参数也需要有差异化
并且在数据采集不完美且的情况下，如何手动编辑项目成果就显得至关重要
1. 改进第1步 - 初始化处理结果
Pix4Dmapper的自动化处理分三个步骤：
1. 初始化处理
2. 点云和纹理
3. DSM,正射影像和指数
其中第1步 - 初始化处理非常关键的，这一步生成自动连接点和优化的相机内外方位元素，对后续第2，3步生成的所有结果均产生影响。所以请确保第1步的处理结果调整到最佳状态。
选择处理模板
Pix4Dmapper带有多种针对不同项目类型的处理模板，既可以帮助用户获得最佳成果，也能节省下考虑如何设置参数的时间。现有处理模板：三维地图（适合正射拍摄），三维模型（适合倾斜拍摄），农业多光谱，农业RGB，热成像相机等。
分析质量报告
在完成“1. 初始化处理 "后，请检查“质量报告”。当质量报告的各项参数，特别是Quality Check 部分中有黄色/红色惊叹号时，就需要根据这些参数调整项目——如增加重叠度，调节相机参数，更改处理选项等。
△ 质量报告中Quality Check部分全部通过
添加手动连接点
手动连接点是用户自己标记的点，它告诉软件：“这个在多张图像上标记的点是同一个点”，给软件输入了额外的信息。添加手动连接点可以改进模型重建质量。
添加手动连接点的方式与地面控制点刺点的流程是非常类似的。
2. 改进点云
在生成点云之前，请先确保调整第1步-初始化处理到最佳状态。如果点云仍有噪点，可以尝试以下方法：
使用“处理区域”功能，只留下感兴趣的部分进行后续处理，去除项目边界重叠度较低的部分。
△左：使用“处理区域”前；右：使用“处理区域”后
在倾斜拍摄项目中，会有部分图片出现天空，形成噪点。这些噪点可以使用”图像掩模“功能去除，如下图。
使用“点云编辑”功能删除点云中的噪点 ▽
通过处理选项改进点云
选择图像比例：1/2为默认图像比例；选择1原始图像比例可以生成更多点，特别是在特征更容易匹配的区域（如城市、岩石），但会花费更多时间，占用更多内存，一般不推荐使用；1/4和1/8图像比例会产生更少的点，但在农场、植被等特征点不容易匹配的区域会更有效。
多比例复选框：以多种比例生成点云，如选择默认的1/2图像比例，软件也会以1/4和1/8图像比例进行运算，适用于既有植被又有其他地物的项目（特征点易匹配物体的细节得以保留）。
匹配最低数值：这个数值越高，生成的点可能越少，但点云质量得到提高、噪点减少。默认数值为3，5和6适合重叠度较大的倾斜项目。
3. 改进纹理模型
纹理模型由点云生成，如果点云有噪点，纹理模型效果亦欠佳。所以在生成纹理模型之前，请先调整第1步-初始化处理结果和点云到最佳状态。
有时候，纹理模型会出现空洞，或者在平面区域出现失真，这时候可以使用“新平面”功能来改进纹理模型：
△左：原纹理模型；中：使用“新平面” 功能来绘制平面；右：改善后的纹理模型，建筑边缘部分是清晰的。
△原纹理模型：门有空洞出现；改善后的纹理模型：完整的门。
当然，您还可以通过调节纹理的分辨率来改进纹理模型，Pix4Dmapper默认生成中分辨率的纹理模型，如要体现模型的更多细节，可选择高分辨率。另外，您还可以定制纹理生成选项，自定义最大八叉树算法的深度、纹理大小、抽取标准。
4. 改进DSM
DSM由点云生成，点云中的噪点会影响到DSM。所以在生成DSM之前，请先调整第1步-初始化处理结果和点云到最佳状态。如果生成的DSM仍然效果不佳，可以尝试以下方法：
对于房屋边缘的噪点，可以使用“新平面”功能在需要改进的区域绘制一个平面，选择“为DSM和网格纹理使用”复选框，再生成DSM。
△原DSM和改进后的DSM（房屋边缘噪点消失）
5. 改进正射影像镶嵌图
正射影像镶嵌图由DSM和原始影像生成，如果生成的DSM效果不佳，正射影像镶嵌图也会产生畸变。所以在生成正射影像镶嵌图之前，请先调整第1步-初始化处理结果和DSM到最佳状态。然而，如果生成的正射影像镶嵌图仍然效果不佳，可以在“镶嵌图编辑器”中进行编辑：
房屋边缘的失真可以通过“镶嵌图编辑器”进行改善，在房屋周围“绘制“一个区域，然后选择”平面投影“复选框，在列表中选择一张能较好纠正畸变的影像。点击保存，导出新的正射影像镶嵌图。
△左：纠正前的正射影像镶嵌图；右：使用“镶嵌图编辑器”后，房屋边缘获得了更好的视觉效果。
罗马并非一日建成
优秀的建模并非一日之功
这些方法都教给你了
希望你有朝一日成为数据处理的大师！
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偶的配置已经超过其要求配置很高了,光显卡都8600gt为什么特效全开也只是建模效果的图像?人物是透明的,昏死.有谁可以帮忙解决一下?
UID1602577主题阅读权限40帖子精华0积分583金钱3767 荣誉0 人气-1 在线时间2429 小时评议0
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你可以选择换A卡 或者用老显卡& & 安息吧阿门
UID388174主题阅读权限20帖子精华0积分64金钱438 荣誉0 人气0 在线时间66 小时评议0
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办法很简单
吧人物模型细节开最低
开越高越花
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我也是这样的情况，不久前想怀旧玩一下，结果图像是模糊的，四年前在老电脑上还玩过的
UID2024531主题阅读权限20帖子精华0积分174金钱601 荣誉0 人气0 在线时间130 小时评议0
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因为显卡太新了，当年的FX5700都花，是因为（时间太长有点记不住了）顶点着色器的版本太高（2.0），现在的显卡都是（好像）3.0了吧，那个游戏只支持1.1版本，记得当初有个工具可以关闭顶点着色器（显卡修改工具），LZ自己找一下吧，用了那个工具玩，效果开到最高是完全没有问题的。
UID1587392主题阅读权限40帖子精华0积分731金钱12363 荣誉0 人气3 在线时间5589 小时评议0
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昏,楼上的,那个软件怎么找呀?一点头绪都没有....
UID2024531主题阅读权限20帖子精华0积分174金钱601 荣誉0 人气0 在线时间130 小时评议0
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刚查了一下，用RivaTuner之类的工具在D3D设置里将pixel shader给强制关掉
UID1574200主题阅读权限50帖子精华0积分1540金钱2069 荣誉1 人气0 在线时间230 小时评议0
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A卡有A卡画质补丁,打上就正常了.N卡估计只有古董级显卡才能正常了.
UID389813主题阅读权限50帖子精华0积分1933金钱11153 荣誉0 人气19 在线时间8917 小时评议0
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LS各位都在乱说，注意合金装备2必须下载英文原版！
8800GT最高特效完美运行，注意VISTA下面不能正常运行！！！！！！！！
UID2024531主题阅读权限20帖子精华0积分174金钱601 荣誉0 人气0 在线时间130 小时评议0
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下载NVHARDPAGE2.1这个软件,然后解压运行,选择上面的DIRECT3D,找到下面的PIXEL SHADER,点后面的&ADV&,把上面的PIXEL SHADER拖动到1.4,,然后点一下&REFRESH&.接着,不用关掉,去玩MGS2吧,玩完了,再把PIXEL SHADER拖到最右边的&no override&,点REFRESH就OK了.
转载以前游侠上的解决办法，我当初用的是这种，7楼的办法需要重新启动，这个不用
再补充一下，当初我只在FX5700上试验过可用，换新显卡96gso之后没试过
[ 本帖最后由 sqy1981 于
09:29 编辑 ]
UID1587392主题阅读权限40帖子精华0积分731金钱12363 荣誉0 人气3 在线时间5589 小时评议0
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帖子精华0积分731金钱12363 荣誉0 人气3 评议0
楼上的,偶试过了,没效果
但是,偶打了游侠的中文补丁,然后把特效除了模型质量以外的所有选项都调到最高,也可以正常游戏了,不过遗憾的是,无法将模型质量提高(虽然贴图什么的都没事),不然画面效果会更好
UID1413530主题阅读权限40帖子精华0积分923金钱7339 荣誉1 人气8 在线时间8007 小时评议0
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帖子精华0积分923金钱7339 荣誉1 人气8 评议0
我用的修正檔，在我的GTX280可用，試試看吧！
NotoMami Fan★★★★★★★★
UID2526616主题阅读权限60帖子精华1积分3452金钱23361 荣誉33 人气49 在线时间1446 小时评议0
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帖子精华1积分3452金钱23361 荣誉33 人气49 评议0
就和波斯王子时之沙一样，开了最高特效，反而会变灰。画面看不到~而开中特效，画面确看得很清楚漂亮。。这是高端显卡对比较古老游戏的某些渲染着色不支持。。
任职满12个月
资深版主勋章
任职满24个月
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&#32447;&#36335;
&#36830;&#25509;&#36229;&#26102;
&#26381;&#21153;&#22120;&#29366;&#24577;&#26410;&#30693;