Smart3D系列教程4之《案例实战演练1——小物件的照片三维重建》

一、前言

Wish3D出品的Smart3D系列教程已经推出3讲了，分别是关于倾斜摄影三维建模原理应用、照片采集技巧、Smart3D各个功能模块的作用，它们都是围绕Smart3D建模软件进行的讲解。那么，在这次的第四讲中，我们将通过实际建模操作，围绕小物件照片的三维重建来说明Smart3D建模软件的处理流程。

二、工具材料

Smart3D建模软件、手机、茶叶罐、报纸

三、方法步骤

（一）拍照

本次实战演练是关于小物件的照片三维重建，基于较好的建模效果，我们需要选择一个有色彩识别度且不透明的小物件，因此选择了身边符合条件的茶叶罐。如下图所示：

这里看到茶叶罐是放置在透明玻璃茶几上的，大家知道透明的物体是不能参与重建的，因为其不反射任何的光源波段，对照片重建有一定的阻碍作用。加上需要对建模物体加上一个位置参考，可以在茶叶罐的下面垫了张报纸。

接下来，开始通过手机照相机围绕茶叶罐开始环拍了。一般来说，连续影像之间的重叠部分应该超过60%。物体的同一部分的不同拍摄点间的分隔应该小于15度。对于简单的小物件，单反或手机拍摄可以环绕式地从物体周围均匀分隔地采集影像。为了保留更多的物体细节，需要保证一定的重叠度，这次是手握手机在同一高度，围绕茶叶罐每隔半步摄取一张照片，一共有27张相片，大致示意图如下：

更多的照片采集要求及技巧可以参考Smart3D系列教程2之《为什么三维重建效果这么差？——探探那些被忽略的拍照要求和技巧》 （关注wish3d微信公众号查看历史消息）

照片采集结束，将手机里的相应相片导入到电脑中，新建工程文件夹，如下图：

检查一下茶叶罐还有哪些部位没被拍到或者角度重叠度异常，若有问题，返回补拍，若一切正常，那么到这一步，三维重建中的照片采集任务就完成了，下面就该转移到软件操作中去了。

（二）三维重建

添加照片

打开ContextCaputure Master，添加之前拍摄的全部照片：

添加完毕，结果如图：

照片导入之后需要对影像组进行检查，看看是否有丢失的照片，操作如下图：

影像组照片检查正常，否则就需要重新整理下原始照片了：

进入3D view板块检查照片位置是否正确：

控制点和连接点可以在这一步中添加，由于茶叶罐属于小物件，这里就先不加了。

空三运算

一切检查无误之后，回到General板块，点击提交空三按钮：

输入空三名称：

选择定位模式，默认是选用照片的定位数据，这项主要适用于航拍的大范围，针对小物件这里选择第二种自动定位：

其他的参数大多数情况都是默认当前状态：

最后点击提交按钮，准备空三处理：

接着需要打开引擎，空三运算处理这才正式开始：

26张片子大概几分钟就可以空三处理完毕，General板块可以看到空三结果精度报告，如下图：

这时可以看到，影像组里的照片都已定位成功：

3D view版块中，可以看到照片和模型的相对位置示意图，并且点击照片可以预览到照片和在模型中的范围：

重建生成

空三处理完毕无误之后，回到General板块，点击提交重建按钮：

准备生成模型：

这边提一下上图的Spatial framework板块，这里面可以将数据分块生成，加快了处理速度，这次生成的是小物件模型，无需分块，在大面积的航拍数据，尤其是集群处理时，需要做到规则分块，使得每台机器的RAM在最大RAM期望值以下。

另外，这个版块下还可以手动设置模型生成的范围，通过拉伸按钮沿着XYZ坐标轴来设定：

一切设置完毕后，点击提交生成产品按钮：

输入模型名称及详细信息：

选择模型类型，第一行3D mesh就是三维模型了：

选择模型数据格式、设置纹理压缩比和节点大小：

这里我们生成OSGB格式。其他还有这些格式，前三种是最常用的格式：

输入生成模型的存储路径：

保持Engine在打开状态，提交生成，最后的三维模型就在处理中了。

处理完毕后，General版块：

打开模型数据的存储目录：

Properties版块里可以看到关于模型的所有处理详细信息：

（三）模型预览

对于OSGB格式的数据，这里给出两种预览可视化的方法：

1) 在Smart3D中可以生成S3C数据，而这种格式的数据是可以通过Acute3D viewer打开浏览三维模型场景的，那么，如何将生成的OSGB数据创建一个S3C索引继而在viewer里加载呢？大家可以看看下面链接中的帖子就会明了：

http://www.cnblogs.com/sunnyCXX/p/6042675.html

模型效果如下图：

2) 上述的方法耗时较长且步骤繁杂，接下来大家介绍一个直接的方法：将成果文件夹中的data文件夹打包为ZIP压缩包：

在www.wish3d.com上传：

编辑完作品信息后，上传成功的模型效果如下图：

四、注意事项

在本次处理的过程中，有如下几点需要重点强调：

1、照片采集时，建模物体的下方一定需要放置一个具有标识性的参考物，可以是报纸、书本等等。

2、对物体拍照时，一定需要保证60%及以上的重叠度，本次实验为了速度只拍了一圈，大家可以试试上下拍两圈，建模效果会增色不少。

3、空三处理阶段：

最好是选择默认定位，这样出来的模型姿态是正常的，选择照片自有的定位信息空三处理的话，会出现这样的效果：

是不是很多人在处理时都有出现这样的情况？

4、空三处理和重建生成三维模型时确保Engine是工作状态。

以上就是对于小物件（茶叶罐）从照片采集到生成处理模型的这一整个流程了，感兴趣想试一试的朋友可以关注Wish3D微信公众号回复4即可获得本次的原始照片及成果文件，有疑问的朋友欢迎加入QQ交流群516635556讨论交流。接下来，我会在下周同一时间（每周三下午）Wish3D微信公众号即将推出Smart3D系列教程5之《案例实战演练2——大区域的地形三维重建》，我们不见不散！

Wish3D已出品的Smart3D系列教程如下，在微信公众号的历史消息中可以查看，欢迎大家关注Wish3D。

《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理和方法》
《为什么三维重建效果这么差？——探探那些被忽略的拍照要求和技巧》
《论照片三维重建中Smart3D几个工作模块的功能意义》
《案例实战演练1——小物件的照片三维重建》