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w88中文官方网站歪斜拍照建模技能在虚拟实际中的运用

发布日期:2020-05-17我要投稿我要谈论
摘 要
针关于虚拟实际渠道中构建三维场景的费时吃力问题,依据w88中文官方网站歪斜拍照建模技能构建三维模型,运用 3DS Max 建模软件进行模型优化,并结合 Unity 3D 引擎构建并完结了虚拟学校渠道的开发。实践成果标明,构建的虚拟实际渠道,能够将w88中文官方网站歪斜拍照建模技能构建的三维场景模型很好的运用在该渠道上,一起 Unity 3D 引擎具有杰出的开发环境,是虚拟实际渠道的强壮开发工具。
要害词:虚拟实际;歪斜拍照丈量技能;Unity 3D;三维模型;虚拟周游
引 言
跟着现代科学技能的不断开展,计算机虚拟实际技能引起了人们的广泛重视,特别是在才智城市建造方面。所谓虚拟实际(virtual reality,VR)是一门集成了人与信息的科学,是由计算机技能构建的虚拟国际。它既是虚拟的,也是实在的,也可所以实在国际对虚拟国际的映射。
现在,虚拟实际技能被广泛运用于各个领域。与此一起,计算机硬件和软件的晋级使虚拟实际技能得以更好的开展。一个实在的三维场景是虚拟实际渠道建造的柱石,所以需求建造一个杰出的虚拟实际渠道,有必要具有一个传神的虚拟环境。在传统的三维场景建模中,需求到实地收集相片,进行纹路贴图制造,一起还得花费很多的人力进行模型场景的构建。城市在高速开展,城市三维场景需求不断的更新,这时需求一种全主动或许半主动的三维场景建模技能来处理当下的问题。假如将w88中文官方网站歪斜拍照丈量技能构建的三维场景模型运用于虚拟实际体系中,将大大缩短虚拟渠道的建造周期,运用w88中文官方网站歪斜拍照丈量技能获取丰厚的纹路信息数据,生成高密度三维点云和三维TIN 网格模型,结合主动化软件构建三维模型,完结三维场景的快速、高效、低成本的实在复原,用现势的三维场景模型出现城市信息,在城市规划、建造、办理和应急呼应中起着极其重要的作用。
运用体系规划流程及要害技能
本文将w88中文官方网站歪斜拍照建模技能运用于在虚拟实际中,其运用体系规划流程如图 1 所示。具体步骤为:
①经过w88中文官方网站航拍收集歪斜印象,检查相邻航带侧视印象飞翔方向是否共同,承认图画放置方位和摄像机参数设置,承认无误后便能够进行空中三角丈量。
②在承认印象数据正确后,进行空中三角丈量。依据少数的户外控制点,进行控制点加密,取得准确外方位元素,并经过多视印象密布匹配寻觅衔接点,构建三维 TIN 网格。关于数据较大区块,需求进行数据分块处理,本次实验挑选自适应切块,能够快速的自适应计算机 RAM 运用量,依据当时计算机的功用给出一个参阅规模,在规模内设置方针 RAM 运用量值来顺利进行三维重建。
③依据三维 TIN 网格每个三角形瓦片的法线方程与二维图画之间的夹角挑选出对应的最优纹路信息,完结主动纹路映射;
④ 输出并取得 OBJ 格局三维场景模型,并导入 3DS Max 中进行场景优化。将其转为可修正多边形,便可进行悬浮物删去,模型裁剪、变形修正等操作,然后在 UVW 打开界面修正映射过错的纹路。
⑤将优化好的模型导出 OBJ 格局至 Unity 3D 引擎,经过C#言语写动态交互功用脚本,完结场景的实时驱动、用户界面和场景周游等功用,完结该虚拟周游体系。
01
歪斜印象联合空中三角丈量
因为w88中文官方网站航拍的歪斜印象中不只有笔直印象数据还包含多个歪斜视点拍照的印象数据,传统的同名像点主动量测算法已不能适用于歪斜印象。经过在同一飞翔渠道上运用多个传感器,在拍拍照像时记载印象参数:包含航高、航向、航速、旁向堆叠度和坐标等,获取以拍照瞬间的 POS 观测值作为原始印象大略的初始外方位元素,结合传感器的成像模型,经过成像模型可计算得到多视印象上每个像元的物方坐标,进行相对定向,再进行准确匹配,结合少数的户外控制点(像控点)坐标,得到歪斜印象联合空中三角丈量作用。
02
多视印象密布匹配及TIN网格构建
多视印象进行密布匹配的本质便是承认印象之间的同名像点。为避免遮挡对匹配形成的影响,匹配进程中还需过滤冗余信息。印象匹配的算法分 3 类:灰度匹配、特征匹配和联络匹配,匹配的共性便是在印象上依照匹配战略找同名点。依据获取的同名点坐标,生成高密度 3D 点云数据,得到不同细节层次三角 TIN 网格模型。一起,经过相关算法的优化,简化了相对平整区域的三角网络,减少了数据冗余,从而获取地物的三维信息。因而,印象匹配是后期主动生成数字外表模型、三维建模的技能根底。
03
多视印象联合平差
现在相对老练的多视印象联合平差办法为:运用由粗到精的金字塔匹配办法。运用 POS 体系得到的多视印象外方位元素,完结每级印象同名点的主动匹配以及自由网光束法平差。当取得了比较好的同名点匹配成果时,树立像控点坐标、GPU/IMU 辅佐数据和衔接点线的多视印象自检校区域网平差的差错方程,经过联合解算,确保平差成果的准确性。
04
重建主动纹路映射技能
歪斜拍照技能在虚拟城市中作为一项重要数据源,主动纹路映射技能能够从海量的印象数据中,快速、高效获取丰厚的纹路信息,能够实在地反映地上的客观状况,生成高质量的三维场景,满意现代社会的需求。
传统的城市三维建模的办法是:
结合正射印象、测区 CAD 地势图等数据,树立初始白模,在实地收集相片,然后对相片进行处理,将纹路映射在白模上。这种办法耗费很多的人力、物力、财力。
主动纹路映射技能的出现就能够很好地处理这个问题。w88中文官方网站歪斜印象一般都是较高分辨率的印象,能够很好地出实际地状况,满意必定精度的建模。主动纹路映射技能是运用印象的内、外方位元素,康复拍拍照像时的瞬间姿势,然后经过联络模型面与歪斜印象之间的索引联络,以三角网(TIN)模型为根底,依据数字三维技能和空间几许技能相结合,对每一张印象数据进行空间挑选,找出最契合模型的印象集,进行印象像素采样并读入到模型上,主动完结纹路映射。
05
场景周游技能
虚拟实际重视人机交互的进程,其间场景周游技能的重要性便显而易见了。场景周游技能是指在虚拟场景中凭借必要的配备完结全方位多视点阅读该虚拟场景的操作。如:经过键盘控制和鼠标控制,能让用户在虚拟场景中前后左右恣意方向行走等。在规划方面,本次实验制造分为空中周游和地上周游,经过控制飞机的姿势歪斜和速度快慢完结对虚拟场景的俯瞰、仰望和络绎等操作,别的也可将飞机着陆并进行地上周游,其界面中参加实时地图导航,极大的赋予了该场景周游的多样性,给人不一样的欣赏感触。
模型完结
本次实验选用的建模体系为 Smart3D Capture 全主动三维建模体系。Smart3D Capture 处理流程如图 2 所示,部分区域三维场景如图 3 所示。
▲图3 部分区域三维场景
01
三维模型的优化
现在,歪斜拍照技能在三维场景建模方面取得了必定的成果。Smart3D Capture 软件体系强壮的数据处理能快速生成三维场景模型,可是仍是有些当地是需求进行改善和完善的。如在树林、水面、不规则的修建物或是在修建物遮挡比较严重的当地,树立的模型会存在一些变形或缺失。为了处理这些问题,后期咱们能够用 ZR-Modeler进行模型优化处理,首要进行模型悬浮物的删去、模型的裁剪、模型纹路紊乱修正、模型变形修正等,模型纹路修正前后如图 4 所示。
▲图 4 模型纹路修正前后
02
三维模型的精度剖析
在三维模型阅读渠道下检查模型的成果,地势的纹路、色彩、形状和空间方位根本上与实际环境相同。地舆要素类型彻底,修建、路途等首要设备概括明晰。进行空中三角丈量的印象成功率为 96.99%,空中三角丈量差错陈述中差错各值小于 1 像素。空中三角丈量差错见表 1。
▲表 1 空中三角丈量差错
为更直观表现模型精度,对模型中图书馆楼梯的长度和宽度进行了量测和查验,详见图 5 所示。
▲图 5 图书馆楼梯长衡量测
从 Acute3D Viewer 中量测能够得到图书馆长宽分别为 35.77 和 13.90 m,实地用 30 m 钢卷尺丈量出的长宽分别为 35.73 和 13.87 m,模型中量测值与实地量测数据非常挨近,充分表现了模型的高精度,为后续的体系运用供给了精度保证。
体系完结
Unity 3D 是由 Unity Technologies 开发的多渠道集成游戏开发工具,可让用户轻松创立交互式内容。本文选用 Unity 3D 引擎构建学校虚拟周游体系,具有模型兼容性好、运转安稳、交互规划多样等长处。以桂林理工大学为实验区域,规划功用需求,拟定桂林理工大学虚拟周游体系规划计划,体系完结流程如图 6 所示。
▲图 6 体系完结流程
01
场景模型导入
将 3DS Max 导出的 OBJ 格局的模型文件置入 Unity3D 场景中进行方位摆放。创立灯火以完结在不同气候条件下的学校场景,如晴天,阴天,雾天、雨天等场景。调理光线,调整至适宜亮度,表现出空间层次感。增加磕碰,能够用内置的 Box Collider 或许 Mesh Collider 磕碰组件,对地上、修建和树等场景增加该特点。
02
人物周游的规划与完结
在虚拟体系中,完结周游是最根本的功用,Unity 3D 现已规划有人物控制器组件(Characters),import Package→Characters,能够直接调用,需求调整视角、方位、奔驰速度和加速度等参数。默许状况下,用户按下 W、S、A 和 D 键,一起控制鼠标调整视界方位,完结人物在场景中周游的作用。
03
GUI界面的规划和完结
在本周游体系中,GUI 界面是用户与体系之间的桥梁。经过 GUI 界面的引导,用户能够进入其他界面进行阅读,一起用户也能够自行挑选不同的场景,完结相应的周游功用。在 GUI 主界面,共创立了多个菜单选项,包含学校散步、学校航飞、学校简介、导航、协助等菜单选项。本体系中 GUI 界面的创立,首先在工程视图中,右击 Create→UI,将所需求的控件参加到 Canvas,并调整到适宜的方位,最终将控件所要完结的功用代码参加到 UI 中。因为组件较多,能够构建思想导图用来规划逻辑,避免遗失。主界面 GUI 如图 7 所示。
▲图 7 主界面 GUI
3.4 体系生成先点击页面左上方的 file→Building settings,或许用快捷键 Ctrl +Shift +B 快速进入,点击 PC、Mac 地点的图标,挑选 Windows 体系,依据电脑挑选×86 仍是×64,点击 Build,给生成的文件夹重命名和挑选导出方位。
三维数字学校周游界面如图 8 所示。
▲图 8 三维数字学校周游界面
结束语
本文结合虚拟实际技能和w88中文官方网站歪斜拍照技能规划并完结了学校虚拟周游体系。运用歪斜拍照技能以及强壮的图画几许运算软件(Smart 3D Capture)来出产城市三维模型办法的可行性,快速构建三维场景,并运用 3DS Max 建模软件进行场景优化,最终导入 Unity 3D 引擎完结虚拟周游的技能道路和实施计划,完结了三维交互式学校布局展现功用。该体系开发根本到达预期意图,完结了磕碰检测、虚拟周游等功用,该体系的研讨和完结对后续虚拟城市项目建造具有重要的实际意义。
来历:《桂林理工大学学报》
作者:康传利、程耀、石灵璠
原标题:《学术丨w88中文官方网站歪斜拍照建模技能在虚拟实际中的运用》
 
本文链接:/tech/202005/17/1016.html
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