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Smart3D官方教程:帮助文档第二章(影像数据)

2019年7月25日 - ContextCapture(原Smart3D)教程

2.影像数据准备(Preparing the Imagery Dataset )

2.1影像采集(Photo acquisition)

重叠度(Overlap)

模型重建对象的每一部分应至少3个不同的视点(但比较接近)进行拍摄。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。

对于简单的物体,您可以环绕式地从物体周围均匀分隔地采集至少大约30-50张影像。

对于航空摄影,我们建议采集航向重叠不小于80%,旁向重叠不小于50%的影像。为实现更好的效果, 更好地还原建筑物外立面、狭窄的街道和各种庭院,建议同时采集垂直和倾斜影像。虽然ContextCapture对非系统化乱序采集的图像具有非常强的适应性,但我们仍然建议事先准备合适的飞行计划以系统化获取影像而避免疏漏。

译者注:对于倾斜摄影,建议航向重叠85%,旁向重叠不小于75%

重叠度低,对于房子间的缝隙可能会出现连接的情况。

相机感光体CCD

 

ContextCapture支持广泛多样的影像采集设备,如手机、卡片数码相机、数码单反相机、摄影测量专用相机及多角度摄相机系统。ContextCapture不仅可以处理静态影像,也可以处理从数字摄影机摄像动画中截取的视频帧。但是,ContextCapture不支持线性推扫式相机。

虽然ContextCapture对相机分辨率没有最小要求,但是高分辨率的相机可以以较少影像数量以指定精度完成对物体影像采集,而且处理速度要快于低分辨率的相机。

ContextCapture需要知道相机感光体CCD(SensorSize)的宽度。如果您的摄相机型号并未在我们的自带数据库中列出,您需要将这些信息手动输入。如果您不确定您的摄相机的详细参数,请您从您摄相机的 用 户 手 册 中 查 找 , 或 访 问 Digital Photography Review 等 相 机参 数 网 站 查 询 : http://www.dpreview.com/products.

译者注:相机购买的时候都会有对应的参数,如果实在找不见,上面网站查找

影像精度(Projected Pixel Size)

影像精度指的是由传统航空摄影的地面分辨率扩展到更加广义(而不仅仅是航空图像)的获取图像的分辨率设置。

生成三维模型的精度和分辨率与采集的影像精度直接相关。为达到预定的影像精度,您必须使用准确的焦距及拍摄距离来采集影像。相关计算公式如下:

影像精度 × 焦距 × 图像的最大尺寸(长边) = 传感器宽度 × 拍摄距离[米/像素] [毫米] [像素] [毫米] [米]

由于ContextCapture能自动识别应用不同精度的影像来生产三维模型而无需固定统一精度的影像,因此整个项目可以允许不同影像精度、不同影像重叠度的组成的多重的数据源。然而,ContextCapture不能自动识别处理精度区别过大的影像。如果由于项目需要而必须采集精度跨度较大的影像,那么就需要补充采集一到数个级别的中间精度级别的影像以建立平滑过渡。

译者注:高低空结合指的就是这样的情况,常规来讲,建议高低空的分辨率差异不要超过4倍。超过4倍中间就插入一级。

焦距(Focal Length)

我们建议在整个图像获取过程采用固定的焦距。

如果需要获得非统一的影像精度,可以调整拍摄距离来实现。如果无法避免使用不同的焦距设置,如由于拍摄距离的限制,应在每个焦距设置下各采集一定数量的影像组,避免某个焦距只有非常少量的影像的情况。

当使用可变焦距镜头,应需保持在一组影像上使用同一焦距,可以利用胶带将手动可变焦距镜头固 定住。 不要使用数码变焦,避免使用超广角镜头或鱼眼镜头,因为ContextCapture较难计算极端的镜头畸变。

译者注:实测表明,ContextCapture对多镜头、多焦距的支持很不错,一定要注意保持一个相机一个焦距的照片作为一个photogroup,一次拍摄过程中不要变焦

曝光(Exposure)

请尽量选用可避免重影、散焦与噪声、曝光过度或不足等的曝光设置,因为这些问题将会严重影响三维建模质量。

手动曝光设置能有效降低3D模型贴图产生色差的可能性,所以如果摄影技术允许,同时有比较稳定和统一的光照条件时,推荐使用手动曝光。如果不具备条件,自动曝光获取的影像也能被处理。

译者注:建议阴天(无云彩飘动)拍摄,否则每个角度的镜头需要的曝光参数不完全一致。另外阴天没有影子。

注:我们推荐关闭光学或数码图像稳定功能(光学防抖)。

光照 (Lighting)

相对于直射光和(或)不断变化的光照,稳定的环境光源是更好的选择,因为前者增加了曝光过度和曝光不足的风险。室内拍照时,固定光源比试用闪光灯更好;室外拍摄时,阴天比大晴天更好。如果必须在晴天拍摄,最好选择中午左右使阴影区域最小化。

正确适当曝光下采集的阴影并不影响ContextCapture的模型生成质量,软件会在3D模型的贴图中还原阴影的正确位置。

译者注:如果真的是项目的特殊性导致曝光不均匀,ContextCapture有一个匀色功能。测试效果还不错。

影像后处理(Photo Retouching)

在把原始影像导入ContextCapture之前,请不要进行任何编辑,包括改变尺寸、裁剪、旋转、降低噪音、锐化或调整亮度、对比度、饱和度或色调。某些相机有自动旋转影像的功能,请把它禁用。

ContextCapture不支持拼接的全景图作为原始数据,但是可以使用生成这些全景图的原始图像作为导入数据。

影像组(Photogroups)

为了获得最优精度和最佳性能,ContextCapture会将同一台相机在同一焦距和影像尺寸(同样的内方位元素)拍摄的影像定义为一个影像组。ContextCapture能够自动建立相关的影像组,如果按采集影像的相机来设置原始影像的目录结构,不同的相机(即使型号相同)拍摄的影像应放置到不同的独立的子目录下。相反,由同一台相机拍摄的影像应当都放置在同一子目录下。

译者注:直接导入照片一般不会出问题,但是通过Excel编辑的工程文件,一定要注意好照片的分组,否则很容易导致空三失败还查不出来原因。尤其五镜头相机,正摄和倾斜的镜头经常焦距不一致。

遮罩(Masks)

遮罩是指在图像处理过程中用于某原始影像匹配制作的单色图像将图像指定部分(如遮挡物、反射)进行忽略运算的方法。有效的遮罩文件是黑白单色且与原始影像匹配的尺寸的TIFF格式图片。被遮罩的黑色部分遮挡的图像像素在空中三角测量和重建过程中将被忽略处理。

遮罩的文件名必须与原始影像的文件名对应:

@对一个原始影像文件名为“filename.ext”进行掩膜处理,遮罩文件名必须命名为“filename_mask.tif”,并且需要将其与原始影像放置到同一目录下。 例如,图像名为“IMG0002564.jpg”对应的遮罩文件为“IMG0002564_mask.tif”

@如果对于目录下所有的同样大小尺寸的原始影像进行遮罩处理,只需将遮罩文件放置到该目录下,且命名为“mask.tif”

译者注:此方法经常鉴于上扬拍照时螺旋桨的影响,以及小物件建模的单反拍摄。此类问题尽可能的在拍照环节避免。

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