Conceitos Básicos

Antes de começar com o SDK MipMapEngine, entender alguns conceitos fundamentais ajudará você a usá-lo melhor. Este capítulo apresentará os fundamentos da reconstrução 3D de forma fácil de entender.

🌍 O que é Reconstrução 3D?

Reconstrução 3D é o processo de criar modelos 3D a partir de imagens 2D. Imagine que você tirou várias fotos ao redor de um edifício, a tecnologia de reconstrução 3D pode:

1. Analisar as relações entre essas fotos
2. Calcular as posições da câmera no momento da captura
3. Calcular informações 3D para pixels correspondentes com base nas posições e texturas da câmera
4. Expressar as informações geométricas 3D de objetos ou cenas na forma de nuvens de pontos ou malhas
5. Adicionar texturas ao modelo com base nas texturas das fotos para construir modelos 3D realistas

Cenários de Aplicação da Reconstrução 3D

• Levantamento e Mapeamento: Gerar mapas topográficos e ortofotos de alta precisão
• Planejamento Urbano: Criar modelos 3D de cidades para planejamento e design
• Proteção do Patrimônio Cultural: Preservar digitalmente edifícios históricos e artefatos
• Resposta de Emergência: Obter rapidamente informações 3D de locais de desastre
• Monitoramento de Engenharia: Monitorar o progresso e mudanças da construção
• Geração de Ativos de Conteúdo 3D: Gerar ativos de conteúdo 3D para jogos, filmes, AR/VR

📸 Fundamentos da Fotogrametria

🔄 Processo de Reconstrução 3D Explicado

🔄 Fluxo de Processamento Básico ReconstructFull

Recursos do Fluxo de Processamento

• 🚀 Totalmente Automatizado: Processamento automático da entrada à saída sem intervenção manual
• 🎯 Tomada de Decisão Inteligente: Selecionar automaticamente parâmetros de processamento ideais com base nas características dos dados
• 📦 Saída Multi-formato: Suporta geração simultânea de múltiplos formatos para atender diferentes necessidades de aplicação
• ⚡ Otimização Paralela: Múltiplos ramos de saída podem ser processados em paralelo para melhorar a eficiência

Recomendações de Seleção de Saída

• Exibição Web: Escolha 3D Tiles + DOM Tiles
• Análise Profissional: Escolha OSGB + GeoTIFF + LAS
• Intercâmbio Universal: Escolha OBJ + PLY
• Aplicações de Levantamento: Escolha GeoTIFF + DSM + Otimização de Pontos de Controle

1. Triangulação Aérea

AT é o primeiro passo na reconstrução 3D. Suas tarefas são:

• Calcular a posição e orientação precisas da câmera quando cada foto foi tirada
• Estabelecer relações geométricas entre fotos
• Gerar estrutura de nuvem de pontos esparsa da cena

2. Reconstrução Densa

Com as posições da câmera estabelecidas:

• Calcular profundidade para cada pixel
• Gerar nuvem de pontos 3D densa

3. Reconstrução de Modelo 3D

• Construir modelos de malha 3D a partir de nuvens de pontos
• Criar texturas do modelo a partir de imagens originais
• Gerar modelos LOD para renderização de cenas em larga escala

4. Geração de Saída em Diferentes Formatos

Finalmente, gerar diferentes saídas com base em suas necessidades:

• Modelos 3D: OSGB, 3D Tiles, PLY, OBJ, FBX e outros formatos
• Dados de Nuvem de Pontos: formatos LAS, PLY
• Dados de Gaussian Splatting: formatos PLY, Splats
• Ortofotos: Imagens georreferenciadas em formato GeoTIFF
• Modelo Digital de Superfície (DSM): Dados de elevação do terreno

Estrutura de Diretório de Saída Padrão

Todas as tarefas de reconstrução gerarão a seguinte saída padrão:

output/
├── 2D/
│   ├── dom_tiles/      # Tiles de ortofoto
│   ├── dsm_tiles/      # Tiles de modelo digital de superfície
│   └── geotiffs/       # Resultados em formato GeoTIFF
├── 3D/
│   ├── model-b3dm/     # Formato de modelo 3D Tiles
│   ├── model-osgb/     # Formato de modelo OSGB
│   ├── model-ply/      # Formato de modelo PLY
│   ├── model-obj/      # Formato de modelo OBJ
│   ├── model-fbx/      # Formato de modelo FBX
│   ├── point-ply/      # Formato de nuvem de pontos PLY
│   ├── point-las/      # Formato de nuvem de pontos LAS
│   ├── point-pnts/     # Formato de nuvem de pontos PNTS
│   ├── point-gs-ply/   # Formato PLY Gaussian Splatting
│   └── point-gs-splats/# Formato SPLATS Gaussian Splatting
├── AT/
│   ├── mvs.xml         # Resultados AT
│   └── mvs_undistort.xml # Resultados AT sem distorção
├── report/
│   └── report.json     # Relatório de qualidade
└── log.txt             # Log de processamento

Descrição do Formato de Saída

Formato	Propósito	Características
3D Tiles	Exibição Web	Suporta LOD, adequado para Cesium e outras plataformas
OSGB	Software Profissional	Formato OpenSceneGraph, amplamente suportado
OBJ	Modelo Universal	Simples e universal, fácil de editar
LAS	Processamento de Nuvem de Pontos	Formato padrão de nuvem de pontos, inclui informações de classificação
GeoTIFF	Análise GIS	Com coordenadas geográficas, pode ser usado para medição
Tiles	Mapas Online	Fatiamento multinível, carregamento rápido

🎯 Explicação dos Parâmetros Principais

Nível de Resolução

Controla o nível de detalhe na reconstrução:

Nível	Descrição	Caso de Uso	Tempo de Processamento
1	Ultra-alta precisão, maior detalhe geométrico e clareza de textura	Levantamento profissional, modelagem fina	Mais longo
2	Alta precisão, alguma simplificação do detalhe geométrico, maior clareza de textura	Aplicações gerais, resultados rápidos	Médio
3	Baixa precisão	Pré-visualização, validação rápida	Mais curto

Sobreposição de Imagem

🔍 Controle de Qualidade

Fatores que Afetam a Qualidade da Reconstrução

1. Qualidade da Imagem

   • Clareza (evitar desfoque)
   • Condições de iluminação (iluminação uniforme é melhor)

2. Parâmetros de Captura

   • Sobreposição (>70%)
   • Altitude de voo (afeta a resolução do solo)
   • Ângulo de captura (combinação vertical + oblíqua é melhor)

3. Precisão Típica Sem Controle

   • RTK/PPK: Precisão em nível de centímetro (12cm + 12*GSD)
   • GPS Regular: Precisão em nível de metro

💡 Melhores Práticas para Precisão de Reconstrução

• 🔧 Precisão de Reconstrução Confiável: Soluções sem controle RTK e PPK podem alcançar boa precisão na maioria das vezes, mas pontos de controle e pontos de verificação continuam sendo os métodos mais confiáveis para garantia e verificação de precisão. Se sua aplicação requer garantia de 100% dos objetivos de precisão, ou a entrega do projeto requer evidências suficientes para apoiar a precisão dos resultados, certifique-se de configurar pontos de controle/pontos de verificação, caso contrário, você pode enfrentar retrabalho da coleta de dados de campo.

🚀 Próximos Passos

Agora que você entende os conceitos principais, você pode:

• Ler a documentação da API em detalhes e personalizar seu melhor fluxo de trabalho automatizado com base em suas necessidades de negócios