为了留住美丽容颜,我们可以照相。但是毕竟照片是二维的,如果想要三维的纪念呢。。。。是的,可以捏一个泥人或者做一个数字模型。
建立人体模型太麻烦了,如果可以用几张不同角度的照片自动生成模型就方便多了。
工程上,有时也需要留住大地母亲的容颜——通过航拍照片生成地形模型。那么,孝夕夕就来尝试一下这种软件,下面以 Agisoft PhotoScan 为例。
这类软件的操作一般是这样几个步骤:
对目标进行全方位的拍照(理论上每个点至少要有两个角度的照片),将照片导入软件;
对齐照片:提取图中特征点,并算得相机的大体位置;
建立点云:以大体位置为初始值,逐个算出点云位置;
建立网格:根据点云生成三角网;
为模型添加颜色、纹理。
好了,接下来孝夕夕需要一个漂亮的模特。找谁呢?嗯。。。。找颜如玉吧。
不同角度共拍了27张照片:
导入到软件后“对齐照片”,自动识别出了拍摄位置(下图蓝色四边形):
接下来是计算点云、建立网格和添加纹理,顺次执行工作流菜单的命令就好,没什么难度也没什么看点,就不上图了。
对了,软件汉化得不好,翻译不全而且有错误,建议直接看英文界面。
需要提醒的是计算点云比较耗时,一定要记得选上GPU加速(孝夕夕当时不知道这个功能,整整算了一天的点云)。
终于,生成了模型:
下图是上色后的:
咦?好像哪里不对,书顶、书口和书根都是空的!孝夕夕猜测是由于光线的原因导致照片之间的颜色不一致,计算不收敛,进而使得软件算不出空间位置,干脆就留空了。
类似的情况也会在航拍时出现,比如水面是动态的,照片之间不相符、无法收敛,也会得到空洞。
同样也不适合重建树木这种遮挡太复杂的物体——把视力表放到一米的地方,可以拍照重建;把视力表放到十米的地方,相机都拍不清楚了,不可能重建。
最终得到的模型是可以导出的,不妨试试obj格式。这种格式极为常用,不但可以被3D打印机所支持,甚至都可以插入到Power Point 2019中。
软件还可以生成报告,以便总结经验教训。
可以看到照片重叠度很好,每个点都有被9张以上的照片拍到。
至于报告说误差在1.55个像素,看看就算了,别信。
表格右下角可以看到“Precalibrated:No(未校准)”,这里就是针对航拍说的。如果照片有POS数据——比如用大疆的无人机拍照——校准后的模型是可以导入到Google earth 中的。后期也可以实现生成瓦片地图、DEM数字高程模型等等功能,不再赘述。
常见的类似软件有 Autodesk ReCap Photo(最初是 Autodesk 123D Catch,后改为Autodesk Remake,现已纳入Autodesk ReCap之中) 和 RealityCapture 等等, 他们的界面更加绚丽,孝夕夕选用RealityCapture生成模型作为对照组。
这个软件的帮助文件很详尽,上手更简单,最重要的是官网宣称比市面上同类软件快十倍。下图可以看到,书的侧边也有很好的还原。
后来孝夕夕又尝试了为人体建模,发现拍照时头顶容易出现遗漏,发型也会出现识别障碍。总体来说模型效果不够理想,就像胎儿的四维。。。。
而且得到的人体模型是一个整体,如果想让模型在软件里摆pose,还需要分割模型,那就是另一个故事了。
这次顺便复习了世界地图的绘制方法——墨卡托投影:假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球,按等角条件,将经纬网投影到圆柱面上,将圆柱面展为平面后,即得本投影。
除了正投影,其他都会失真,所以纬度越高失真越大。结论是,教小孩世界地理时要买地球仪。
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