基于图像的三维重建

技术简介

基于图像的三维重建技术是计算机视觉技术与计算机图形学技术结合而产生的一门新技术，它从已获取图像中提取所需要的二维信息，并通过相机定标、特征点提取、特征匹配和三维重建算法等相关技术将物体的三维信息恢复出来的过程。与传统的基于几何学的建模技术相比，它能够简单快速地获取具有照片级真实感的三维模型，因此迅速成为目前的计算机视觉图形学领域中的研究热点。

技术优势

由于基于图像的三维重建技术是利用图像序列根据视觉技术获取几何造型数据，不需要进行复杂的几何建模，因此可以大大减少劳动，同时通过图像可以获得场景或物体的纹理，减少了对光照等物理特性的设计，这样就降低了对计算能力的要求。

1.  具有非接触远距离采集数据，避免人工接触对物品的损坏，现场数据采集简单灵活、方便快捷、经济实惠、受环境因素影响小。

2.  工作人员主需要携带标定好的普通数码照相器材和尺度板到现场进行图像采集，三维模型数据均通过计算机软件系统后期处理得到。

3.  可以对不同角度拍摄的变型图像进行误差校正，能准确测量任意物体的真实尺寸，重建精度高、速度快、自动化程度高的优点。

技术应用

对基于图像的三维重建技术的研究具有十分重要的意义，它能广泛应用在医学、虚拟现实、计算机动画、显微摄影学、三维测量、物理学、化学、地质学、工业检测、计算流体力学、有限元分析等方面。用于实现该重建技术所需设备简单，建模时间较短，精度高等特点，为计算机视觉的工程应用提供一种更加方便易行、经济实用的手段，前景广阔!

基于图像的古建筑测绘

传统古建筑测量：传统的古建筑测量工具有皮卷尺、钢卷尺、软尺、卡尺、铅垂球、木梯等。目前较为先进的工具有激光测距仪、全站仪、三维激光扫描仪等。

基于图像的非接触测量：基于图像的古建筑测量技术，具有灵活、方便、快速、节省人力、成本较低等优点，工作人员只需携带标定好的数码相机和尺度板到现场拍摄照片，所有的建筑尺寸数据均通过计算机软件后期处理得到，具有非接触无损测量任意尺寸的功能。极大的减轻了现有方法在测量现场的工作量和劳动强度。

石刻数字成像仿真拓片

中华民族拥有非常悠久的灿烂古文化，而石刻、碑帖在历史文化传承中具有重要的地位。石刻作为一种历史文化的载体，文字时其“灵魂”，若文字泯灭，石刻也就如同山野之石，失去了它的价值。但自然环境中的摩崖石刻因长年风吹日晒雨淋，导致表面不断腐蚀风化、字迹变模糊甚至消失等严重问题。保护摩崖石迫在眉睫，可是保护措施相当困难，而拓片一直是保存石刻原貌的唯一方法，以往传统的手工艺捶打上墨等方法获取石刻的拓片却对石刻本体损害严重，且不易长期保存。

传统泼墨捶打方式获取石刻拓片

随着近代科技的飞速发展，使非接触、无损伤的方法获取石刻信息加以保存和传承成为可能，所以研究基于图像的非接触远距离石刻数字拓片制作方法具有重要的历史意义。但是经检索国际上目前还没有基于数码相机制作摩崖石刻原始数字拓片的相关报道。而我们已经完成了基于图像的石刻的数字仿真拓片生成技术的研究，并且研究成果已投入到实际的保护应用中。由于采集石刻、牌匾等图像时，因地势限制和石刻的特殊形态造成拍摄图像的倾斜或透视失真，而拓片必须获取石刻文字真实的物理尺寸，为了使从各个角度拍摄的图片能够准确推算出数字拓片，变形图像校正成为了其中一个重要环节。

我们经历多年研发出“石刻数字成像仿真拓片技术”，采用非接触数字图像采集、图像智能处理技术与书法艺术融为一体，协同创新，将现代科技与传统文化相结合，可在石刻文物保护中发挥重要作用。

现代非接触数字采集方式获取的石刻拓片

数字仿真拓片技术优势：

1、石刻三维数字成像仿真拓片技术，非接触远距离采集数据，可以对变行图像进行误差校正，而且具有测量任意尺寸的功能，精度高，速度快、不会对石刻造成损害、自动化程度高的特点。

2、使用灵活方便、现场数据采集快速、节省人力、成本低、手环境因素影响小。工作人员只需要携带标定好的普通数码照相设备和尺度板到现场进行图像采集，其他处理均通过后期计算机智能推理计算得到。

3、避免现有的人工拓片对石刻的破坏，极大减轻了目前三维激光扫描方法中现场测量的工作量和劳动强度。
4、该项技术填补了国内在石灰岩石质摩崖石刻的数字化的空白，达到了国际先进水平。

非接触图像采集，不损害石刻，可真实还原所有的细节

全景交互虚拟漫游

全景漫游简介

全景漫游，是指将摄像机拍摄的水平方向360°，垂直方向180°的多张照片采用计算机图形图像匹配融合技术拼接成一张全景图像，构建出三维立体空间，让观看者利用鼠标等人机交互式随意控制浏览的视角，从而实现360°全方位观看物体或场景，仿佛身临其境一般。与传统的三维建模技术相比，三维全景具有制作简单，数据量小，系统要求低等优点，同时三维全景采用的真实场景的图像，因此比三维建模技术构建的场景更具有真实感，使其成为近年来迅速流行的虚拟增强现实技术，在3D数字展示，地图导航，旅游景点推荐等领域有着极为广泛的应用。

三维全景的特点

1. 三维度全景图像源自于对真实场景的拍摄捕捉，真实感强；

2. 可观看整个场景空间的所有图像信息，无视角死区，三维全景播放经过特殊透视处理，立体感，沉浸感强烈。观看360全景时，观赏者可以通过鼠标任意放大缩小、随意拖动。

3. 制作过程简单，三维全景相对于其他多媒体实现手段，制作过程更为简单、更为节省制作的时间和成本

4. 表现形式丰富。三维全景可以用于网络多媒体触摸屏、大屏幕全景投影、全景视频、360°全景展示系统；可制作成为光盘形式的企业形象展示、大型会展赛维产品展示等。

全景三维网站解决方案

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