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基本概念

在开始使用 MipMapEngine SDK 之前,理解一些核心概念将帮助您更好地使用。本章节将用通俗易懂的方式介绍三维重建的基础知识。

🌍 什么是三维重建?

三维重建是从二维图像创建三维模型的过程。想象一下,您围绕一个建筑物拍摄了多张照片,三维重建技术能够:

  1. 分析这些照片之间的关系
  2. 计算出拍摄时相机的位置
  3. 根据相机的位置和纹理计算出对应像素的三维信息
  4. 将物体或场景的三维几何信息以点云或者Mesh的形式的表达
  5. 基于照片的纹理为模型添加的纹理,构建逼真的三维模型
三维重建的应用场景
  • 测绘制图:生成高精度地形图和正射影像
  • 城市规划:创建城市三维模型用于规划设计
  • 文物保护:数字化保存历史建筑和文物
  • 应急响应:快速获取灾害现场三维信息
  • 工程监测:监测建筑工程进度和变化
  • 3D内容资产生成:生成游戏、影视、AR/VR的3D内容资产

📸 摄影测量基础

🔄 三维重建流程详解

🔄 ReconstructFull 基本处理流程

处理流程特点
  • 🚀 全自动化:从输入到输出全程自动处理,无需人工干预
  • 🎯 智能决策:根据数据特征自动选择最佳处理参数
  • 📦 多格式输出:支持同时生成多种格式,满足不同应用需求
  • ⚡ 并行优化:多个输出分支可并行处理,提高效率
输出选择建议
  • Web展示:选择 3D Tiles + DOM瓦片
  • 专业分析:选择 OSGB + GeoTIFF + LAS
  • 通用交换:选择 OBJ + PLY
  • 测绘应用:选择 GeoTIFF + DSM + 控制点优化

1. 空中三角测量

空三是三维重建的第一步,它的任务是:

  • 计算每张照片拍摄时相机的精确位置和姿态
  • 建立照片之间的几何关系
  • 生成场景的稀疏点云结构

2. 密集重建

有了相机位置后:

  • 对每个像素进行深度计算
  • 生成密集的三维点云

3. 三维模型重建

  • 由点云构建三维网格模型
  • 从原始图像创建模型纹理
  • 生成便于大规模场景渲染的LOD模型

4. 不同格式的成果生成

最后,根据您的需求生成不同的成果:

  • 三维模型:OSGB、3D Tiles、PLY、OBJ、FBX 等格式
  • 点云数据:LAS、PLY 格式
  • 高斯泼溅数据:PLY、Splats 格式
  • 正射影像:GeoTIFF 格式的地理配准影像
  • 数字表面模型(DSM):地形高程数据

标准输出目录结构

所有重建任务都会生成以下标准输出:

output/
├── 2D/
│ ├── dom_tiles/ # 正射影像瓦片
│ ├── dsm_tiles/ # 数字表面模型瓦片
│ └── geotiffs/ # GeoTIFF 格式成果
├── 3D/
│ ├── model-b3dm/ # 3D Tiles 模型格式
│ ├── model-osgb/ # OSGB 模型格式
│ ├── model-ply/ # PLY 模型格式
│ ├── model-obj/ # OBJ 模型格式
│ ├── model-fbx/ # FBX 模型格式
│ ├── point-ply/ # PLY 点云格式
│ ├── point-las/ # LAS 点云格式
│ ├── point-pnts/ # PNTS 点云格式
│ ├── point-gs-ply/ # PLY 高斯泼溅格式
│ └── point-gs-splats/# SPLATS 高斯泼溅格式
├── AT/
│ ├── mvs.xml # 空三结果
│ └── mvs_undistort.xml # 去畸变后的空三结果
├── report/
│ └── report.json # 质量报告
└── log.txt # 处理日志

输出格式说明

格式用途特点
3D TilesWeb展示支持LOD,适合Cesium等平台
OSGB专业软件OpenSceneGraph格式,广泛支持
OBJ通用模型简单通用,易于编辑
LAS点云处理标准点云格式,包含分类信息
GeoTIFFGIS分析带地理坐标,可用于测量
瓦片在线地图多级切片,快速加载

🎯 关键参数解释

分辨率等级(Resolution Level)

控制重建的精细程度:

等级说明使用场景处理时间
1超高精度,几何细节和纹理清晰度均为最高专业测绘、精细建模较长
2高精度,一定程度的简化几何细节,纹理清晰度为最高一般应用、快速成果中等
3低精度预览、快速验证较短

图像重叠度

理想的图像重叠度图像 1图像 2图像 360-80% 重叠推荐:航向重叠 60-80%,旁向重叠 40-60%

🔍 质量控制

影响重建质量的因素

  1. 图像质量

    • 清晰度(避免模糊)
    • 光照条件(均匀光照最佳)
  2. 拍摄参数

    • 重叠度(>70%)
    • 飞行高度(影响地面分辨率)
    • 拍摄角度(垂直+倾斜组合最佳)
  3. 典型的免像控精度

    • RTK/PPK:厘米级精度(12cm + 12*GSD)
    • 普通 GPS:米级精度

💡 重建精度的最佳实践

  • 🔧 可靠的重建精度:RTK和PPK免相控方案大多数时候能够达到不错的精度,但控制点与检查点仍然是最可靠的精度保证和验证方法,如果你的应用要100%的保证精度目标达成,或者项目交付需要提供充分的证据佐证成果的精度,务必布设控制点/检查点,否则你可能面临外业数据采集返工。

🚀 下一步

现在您已经了解了核心概念,可以:

  • 详细阅读API文档,根据您的业务需求,定制化开发你的最佳自动化工作流