精华内容
下载资源
问答
  • 三维建模

    千次阅读 2015-08-05 19:47:05
    美国Autodesk公司的3D Studio Max(前身是Discreet公司的,后被Autodesk收购)是基于PC系统的三维建模、动画、渲染的制作软件,为用户群最为广泛的3D建模软件之一。常用于建筑模型、工业模型、室内设计等行业。因为...

    一、 专业3D建模软件

    1. 3DS Max
      美国Autodesk公司的3D Studio Max(前身是Discreet公司的,后被Autodesk收购)是基于PC系统的三维建模、动画、渲染的制作软件,为用户群最为广泛的3D建模软件之一。常用于建筑模型、工业模型、室内设计等行业。因为其广泛性,它的插件也很多,有些很强大,基本上都能满足一般的3D建模的需求。我们的学生也需要经常用到3DS Max来构建模型。网上关于3DS Max的教程和学习视频非常多,使用者众多。

    2. Maya
      Maya也是Autodesk公司出品的世界顶级的3D软件,它集成了早年的两个3D软件Alias和Wavefront(这两个软件在我读博时就非常有名,当时就代表了最先进的动画及数字技术,我曾用过Wavefront)。相比于3DS Max,Maya的专业性更强,功能非常强大,渲染真实感极强,是电影级别的高端制作软件。在工业界,应用Maya的多是从事影视广告,角色动画,电影特技等行业。我们的学生也经常用Maya来制作和渲染3D模型,生成漂亮的渲染结果放在论文中。

    3. Softimage
      Softimage曾经是加拿大Avid公司旗下的专业的3D动画设计软件,后被Autodesk收购。它在影视动画方面,特别是角色功能非常强大。许多电影,比如《泰坦尼克号》、《失落的世界》、《第五元素》等,都曾使用Softimage来制作大量的惊人的视觉效果。

    4. LightWave
      LightWave是美国NewTek公司开发的一款3D动画制作软件,具有悠久的历史,我在读博时曾接触过。它的功能非常强大,特别是在生物建模和角色动画方面功能异常强大,广泛应用在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等各领域。在电影《泰坦尼克号》中细致逼真的船体模型及其他众多游戏的场景和动画都曾使用LightWave来制作的。

    5. Rhino(犀牛)
      Rhino是美国Robert McNeel公司开发的专业3D造型软件,它对机器配置要求很低,安装文件才几十兆,但“麻雀虽小,五脏俱全”,其设计和创建3D模型的能力是非常强大的,特别是在创建NURBS曲线曲面方面功能强大,也得到很多建模专业人士的喜爱。在与上海造船厂研究所的合作项目中,我们用Rhino来进行船体曲面的NURBS建模和修改,非常方便灵活。

    6. Cinema 4D
      Cinema 4D (C4D)是德国Maxon公司的3D创作软件,在苹果机上用得比较多,特别是在欧美日为最受欢迎的三维动画制作工具。2009-2010年我在美国哈佛大学访问期间,经常看到学生用C4D在进行3D建模和动画的设计。

    7. Creator
      MultiGen-Paradigm公司开发的Creator是专门创建用于大型3D虚拟仿真的实时三维模型的软件。其强大之处在于管理3D模型数据的数据库,使得输入、结构化、修改、创建原型和优化模型数据库非常容易。前几年与一家从事数字城市的公司合作时我们就用Creator快速创建大量的城市建筑模型,并且生成数据库来管理这些模型,还是相当的方便。

    注:从上述介绍可知,美国Autodesk公司当之无愧是当今3D建模和动画的“老大”,拥有3DS Max、Maya和Softimage等3D建模和动画专业软件。3DS Max和Maya在3D建模方面各有特色,前者更为大众化些,相对容易掌握些,后者在专业级的行业应用更为广泛,特别在制作动画和高质量渲染方面强于前者。我们的学生用Maya的相对多些,包括建模,渲染和动画制作。Softimage和LightWave在3D动画方面表现强大。Rhino对NURBS曲面的支持更好。Creator适合于构建大量的3D模型并构建数据库进行管理和修改。

    二、 CAD建模和产品设计软件

    1. AutoCAD
      AutoCAD (Auto Computer-Aided Design)是美国Autodesk公司出品的自动计算机辅助设计(CAD)软件,用于二维绘图、文档规划和三维设计。适用于制作平面布置图、地材图、水电图、节点图及大样图等。广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、航空航天、轻工化工等诸多领域。大家买房时看的房型图大部分都是用AutoCAD来做的。

    2. CATIA
      Catia由法国Dassault Systems公司开发的CAD/CAE/CAM一体化的三维软件,支持产品开发的整个过程,从概念(CAID),到设计(CAD),到分析(CAE),到制造(CAM)的完整流程。可帮助制造厂商设计未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程,在机械行业,航空航天、汽车工业、造船工业等应用广泛。其实体造型和曲面设计的功能非常强大。我读博期间曾接触过Catia,在它上面写过一个NURBS曲面转换的插件程序。

    3. SolidWorks
      SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,后被法国Dassault Systems公司(开发Catia的公司)所收购。相对于其他同类产品,SolidWorks操作简单方便、易学易用,国内外的很多教育机构(大学)都把SolidWorks列为制造专业的必修课。SolidWorks在杭州有专门的研发机构,我有个学生硕士毕业后在那里进行研发工作。

    4. UG NX
      UG NX由美国Unigraphics Solutions (UGS)公司开发的CAD/CAE/CAM一体化的三维软件,后被德国西门子公司收购。广泛用于通用机械,航空航天、汽车工业、医疗器械等领域。现在西门子公司在上海有专门的研发机构对UG NX产品进行升级完善,我有2个学生博士毕业后在那里负责产品的开发和维护。

    5. Pro/E
      Pro/Engineer是美国PTC公司(Parametric Technology Corporation)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。在参数化设计,基于特征的建模方法具有独特的功能,在模具设计与制造方面功能强大,机械行业用的比较多。

    注:除了上述所介绍的CAD/CAE /CAM系统软件(它们各有特色,在市场中都占有一定的份额)外,还有其他一些同类产品,比如法国Missler公司的Topsolid和以色列Cimatron公司的Cimatron。一般在机械设计与产品研发相关的行业中才会接触到这些软件,专业性比较强,在网上很容易能找到它们的相关资料。

    三、 3D雕刻建模软件:笔刷式高精度建模软件

    3D雕刻建模软件(Sculpturing modeling),也称为笔刷式高精度建模软件,顾名思义,就是像艺术家那样用不同的“笔刷”工具在模型表面上进行“雕刻”的自由创作。建模过程就像玩橡皮泥一样,利用拉,捏,推,扭等操作来对几何进行编辑,生成任意的高度复杂和丰富的几何细节(如怪兽的复杂表面细节)。这些工具的出现颠覆了过去传统三维设计工具的工作模式,解放了艺术家们的双手和思维,告别过去那种依靠鼠标和参数来笨拙创作的模式,完全尊重设计师的创作灵感和传统工作习惯。

    1. ZBrush
      美国Pixologic公司开发的ZBrush软件是世界上第一个让艺术家感到无约束自由创作的3D设计工具。 ZBrush 能够雕刻高达 10 亿多边形的模型,所以说限制只取决于的艺术家自身的想象力。

    2. MudBox
      MudBox是Autodesk公司的3D雕刻建模软件,它和ZBrush相比各有千秋。在某些人看来,MudBox的功能甚至超过了ZBrush,可谓ZBrush的超级杀手。

    3. MeshMixer
      最近,Autodesk公司又开发出一款笔刷式3D建模工具MeshMixer,它能让用户通过笔刷式的交互来融合现有的模型来创建3D模型(似乎是类似与Poisson融合或Laplacian融合的技术),比如类似“牛头马面”的混合3D模型。
      值得注意的是,最新版本的MeshMixer还添加3D打印支撑优化新算法,值得关注。我们Siggraph Asia 2013的论文“Cost-effective Printing of 3D Objects with Skin-Frame Structures”也给出了一种为3D打印加尽可能少的支撑材料的新算法(详见我的博文“经济节约型的3D打印技术”),该算法也是具有较好的市场前景,我们也在努力进行产业转化。

    4. 其他
      其他还有一些同类的3D雕刻建模软件,比如3DCoat,Sculptris,Modo等。这里就不再详细介绍了。

    注1:在工业界,人们更偏向于使用四边形网格(quad mesh),而不是三角网格,一个很重要的原因就是这些雕刻建模工具善于在四边形网格上进行细节的生成和编辑,因为四边形网格的边更能反应物体表面的流线方向(edge flow)。我们Pacific Graphics 2010的一篇论文B-mesh,就是在建模过程中同时生成具有良好流线方向的四边形基网格(base mesh),然后直接可以导入到这些雕刻软件中进行进一步的细节雕刻建模。

    注2:虽然这些笔刷式建模工具上手容易,给了用户便利的方式进行3D细节建模,但是,要想真正构建一个细节复杂和逼真的3D模型还是不容易的,除了用户需要熟练掌握软件的各种工具及雕刻技巧外,还需要用户具有较好的艺术和绘画功底。

    四、 基于草图的3D建模软件

    基于笔划或草图的交互方式由于其符合人类原有日常生活中的思考习惯,交互方式直观简单(就像在图纸上画画一样来构建3D模型),是最近十多年来计算机图形学中研究的热点建模方法之一。这方面的研究论文有很多,比如Siggraph 1999年的Teddy,到Siggraph 2006年的SmoothSketch,Graphics Interface 2007的Magic Canvas,Siggraph 2007年的FiberMesh,SigCHI 2010年的ICanDraw等。最近,我们也提出一种基于阴影引导的草图交互的3D建模的技术“Modeling by Drawing with Shadow Guidance”,从已知的模型数据库中提取信息来引导用户的笔划交互,能构建更为精准的3D模型,该工作发表在Pacific Graphics 2013上。
    虽然在科研上提出了很多基于草图的3D建模技术,但是至今仍未能有比较成熟的商业化的软件出现,可能是因为要理解不同用户的划线和草图还是一件比较困难的事情。对于一些比较规则的物体,比如建筑、家具等人造物体,这种方式相对可行些,比如Google的SketchUp(在国内我们也称为“草图大师”)。SketchUp是一套面向普通用户的易于使用的3D建模软件。使用SketchUp,创建3D模型就像我们使用铅笔在图纸上作图一般,软件能自动识别你画的这些线条,加以自动捕捉。它的建模流程简单明了,就是画线成面,而后拉伸成体,这也是建筑或室内场景建模最常用的方法。SketchUp还可以将你自己的制作成果发布到Google Earth上和其他人共享,或者是提交到Google的3D Warehouse(Google的3D模型库)。当然你也能从Warehouse那儿得到想要的素材,以此作为创作的基础。很有趣的是,在2012年Google公司的SketchUp被美国Trimble公司收购了。去年出了个Trimble SketchUp 2013,网评似乎不太好。不知其是否能继续免费。
    最近国内出了一款叫做“EasyToy”的采用草图式的3D建模软件,适用于卡通动漫形象与玩具的设计。但我还没有试用过,不知用户体验如何。另外,日本东京大学的Takeo Igarashi教授也发布了一些基于草图式的3D建模系统,比如Teddy,在其主页上可以下载到。
    另外,值得一提的是,基于草图的交互方式在现在正在兴起的Web3D建模领域会有新的广阔空间。Web3D建模在稍后会介绍。

    五、 基于照片的3D建模软件

    从物体的照片来进行3D模型的构建,是计算机图形学和计算机视觉的一大研究方向,称为基于图像的几何建模(Image based modeling)。这种技术已逐渐成熟且走向实用阶段,最近有些软件能够让用户拿着普通相机或者手机对着要建模的实物从不同视角拍摄若干照片,然后软件就能根据这些照片自动地生成相应的3D模型。这种基于图片的建模技术提供给了非专业建模人士来构建3D模型的工具。

    1. Autodesk 123D
      Autodesk公司最近发布了一套平民级的建模软件Autodesk 123D,用户不需复杂的专业知识,只要为物体从不同的视角拍摄几张照片,该软件就能自动地为其生成3D模型,而且软件是完全免费的。
      (1) Autodesk 123D是一款免费的3D CAD 工具,用户可以使用一些简单的图形来设计、创建、编辑三维模型,或者在一个已有的模型上进行修改。
      (2) Autodesk 123D Catch是建模软件的重点,用户使用相机或手机来从不同角度拍摄物体、人物或场景,然后上传到云,然后该软件利用云计算的强大计算能力,可将数码照片中几分钟的时间内转换为3D模型,而且还自动带上纹理信息。我们试用过几次,感觉它的使用还是很方便的。但是其生成的3D几何的细节不多,主要是通过纹理信息来表现真实感的。有时软件也会失败,生成的几何是不正确的。
      (3) Autodesk 123D Make是将3D模型转换为2D的切割图案,用户可利用硬纸板、木料、金属或塑料等低成本材料将这些图案迅速拼装成实物,从而再现原来的数字化模型。这让用户能够“制造”出所造的3D模型,有点像3D打印的雏形。目前123D Make只有Mac版的。
      (4) Autodesk 123D Sculpt是一款运行在iPad上的3D雕刻软件(前面已介绍过),通过绘画的方式在模型上雕刻几何细节。

    2. 3DSOM Pro
      3DSOM Pro是一款从高质量的照片来生成3D建模的软件,它可以通过一个真实物体的照片来进行3D建模,并且制作的模型可以在网络上以交互的方式呈现。

    3. PhotoSynth
      微软开发了一款产品PhotoSynth,可将大量的照片做3D处理,但是它不是真正创建3D模型,而是根据照片之间的相机参数及空间对应关系,建构一个虚拟的3D场景,使得用户能够在从不同角度和位置来查看该场景,而显示的场景图像是由给定的照片所合成的。其基本原理来自于Siggraph 2006的论文“Photo Tourism: exploring photo collections in 3D”及其他相关论文。

    注:从多幅不同角度拍摄的照片来重建3D物体,从技术原理上来讲是可行的,但是由于算法的一些步骤,比如图像中物体特征点的检测和匹配,相机参数的估计等,还会出现不太正确的结果,使得重建结果有时不够稳定,甚至不正确。随着技术和计算能力的不断发展,相信这些会逐步得到解决。到时,从照片来重建3D模型的技术可能是最为方便的3D建模技术了,因为人人都有手机,随时都可以拍照上传到云端来构建3D模型。如果有了大数据库的支持,从单张照片来构建3D模型也是可能的,可以参看我们的Siggraph 2011的论文。

    六、 其他3D建模软件

    1. 人体建模软件
      关于构建人体模型及动画,首推Metacreations公司的Poser软件(俗称“人物造型大师”)和开源的MakeHuman软件。这两款软件都是基于大量人类学形态特征数据,可以快速形成不同年龄段的男女脸部及肢体模型,并对局部体形进行调整。可以轻松快捷地设计人体造型、动作和动画。我读博期间用过Poser构建人体模型来做morphing,还是蛮方便的。

    2. 城市建模软件
      加拿大Esri公司的CityEngine是三维城市建模的首选软件,可以利用二维数据快速创建三维场景,并能高效的进行规划设计。应用于数字城市、城市规划、轨道交通、管线、建筑、游戏开发和电影制作等领域。另外,CityEngine对ArcGIS的完美支持,使很多已有的基础GIS数据不需转换即可迅速实现三维建模,缩短了三维GIS系统的建设周期。该软件的核心技术是Siggraph 2001的论文“Procedural Modeling of Cities”及其他相关论文,早期是ETH Zurich大学的Pascal Mueller研究小组创办的Procedural公司开发的,后被Esri公司收购。

    3. 其他小巧的3D建模软件
      下面的这个网页还介绍了一些其他3D建模相关的软件或程序:
      http://tech.sina.com.cn/s/2008-10-20/08192519895.shtml
      这些软件大部分都非常小巧,而且是开源且完全免费的。有很多媒体工作者和艺术家用这些小软件来制作3D作品,其中Blender, K-3D, Art of Illusion, Seamless3d, Wings3D等软件的使用面稍微广泛些。有兴趣的读者可以到网上找到相关资料去了解和学习,这里不作详细介绍。

    4. 网页3D (Web3D)建模工具
      最近,出现了一些基于网页(web)开发的3D模型设计软件,即基于WebGL,可以在浏览器中完成3D建模的工具。比如3DTin,TinkerCAD(去年被Autodesk收购)等,它们的界面简单直观,有Chrome等浏览器插件插件,可以在线生成3D模型,直接存在云端,并在社区分享模型。
      在互联网的时代,Web3D技术将被越来越被广泛使用,建议大家多关注。

    七、 虚拟现实软件和平台

    虚拟现实软件本质上不是用于3D建模的,而是用来对生成好的3D模型和场景提供关于视觉、听觉、触觉等虚拟的模拟,让用户如同身历其境一般。相关软件也有很多,这不是本文的重点,只大致提及几个比较常见的。

    1. VirTools和Quest3D
      法国VirTools公司的VirTools和美国Act-3D公司的Quest3D都是元老级的虚拟现实制作软件,简单来说,就是工业或游戏用的实时图形渲染引擎,是3D虚拟和互动技术的集成工具。可以让没有程序基础的美术人员利用内置的行为模块快速制作出许多不同用途的3D产品,如网际网络、计算机游戏、多媒体、建筑设计、交互式电视、教育训练、仿真与产品展示等 。网上的学习资料比较多。

    2. Unity3D (U3D)
      Unity Technologies开发的Unity3D (U3D)是最近几年冒出来的新秀,是一个全面整合的专业虚拟3D和游戏引擎。它在制作虚拟现实及3D游戏方面上手非常容易,操作简单,互动性好,有强大的地形渲染器。我们的学生使用U3D可以很快地制作一个3D游戏,因此也强烈推荐大家学习使用。

    3. Vega
      Vega是MultiGen-Paradigm公司开发的用于实时视觉模拟和虚拟现实应用的开发引擎,提供很多的C/C++语言的应用程序接口API,结合其应用程序的图形用户GUI界面软件LynX,可以迅速创建各种实时交互的3D环境。对于开发3D游戏和3D场景漫游的项目非常方便。

    4. OSG (Open Scene Graph)
      OSG (Open Scene Graph)是一套开源的基于C++平台的应用程序接口API,能够让开发者快速、便捷地创建高性能、跨平台的交互式图形程序。它将3D场景定义为空间中一系列连续的对象,能够对3D场景进行有效的管理。由于OSG是开源和完全免费的,很多3D应用的软件都选用OSG作为基础架构。几年前,我们与一个公司合作开发的义齿软件就选用OSG作为管理3D数据的框架,使得开发非常方便。

    5. 其他
      其他的一些用于3D应用程序开发的软件开发包(SDK)或API还有GLUT(OpenGL Utility Toolkit), OpenGL Performer, CG2 VTree, Quamtum3D Mantis等。有兴趣的读者也可以去了解一下。

    注:相比于十年前,由于有了上述开发平台和开发包,现在开发一个看起来还比较cool的3D应用程序或游戏不是那么困难,随着技术的不断发展和3D应用不断渗入到各行各业,相信以后会更加方便。

    八、 开源3D网格处理库

    1. PCL (Point Cloud Library)
      Point Cloud Library (PCL)是一个独立的大型跨平台的处理二维/三维图像和点云数据的C++模板库,它基于许多第三方库,比如Boost、Eigen、FLANN、VTK、CUDA、OpenNI、Qhull等,实现了大量点云相关的通用算法和高效数据结构,涉及到点云获取、滤波、分割、配准、检索、特征提取、识别、追踪、曲面重建(包括Poisson重建算法)、可视化等。早期的PCL是由Dr. Radu Bogdan Rusu在德国慕尼黑工业大学读博士期间开发的,目的是要为三维点云数据处理的研究及应用,建立出一个共同的基础架构。另外,PCL利用OpenMP、GPU、CUDA等先进高性能计算技术,通过并行化提高程序实时性。集成了Kinect Fusion重建算法。有人将其地位比喻为3D的OpenCV,足以可见其对3D的开发和研究的重要性,我们的学生在科研过程中经常用到PCL。

    2. CGAL (Computational Geometry Algorithms Library)
      CGAL是一套开源的C++算法库,提供了计算几何相关的数据结构和算法,诸如三角剖分(2D约束三角剖分及二维和三维Delaunay三角剖分),Voronoi图(二维和三维的点,2D加权Voronoi图,分割Voronoi图等),多边形,多面体(布尔运算),网格生成(二维Delaunay网格生成和三维表面和体积网格生成等),几何处理(表面网格简化,细分和参数化等),凸壳算法,搜索结构(近邻搜索,kd树等),插值,形状分析,拟合等。CGAL功能强大,是我们学生做科研的必备程序库之一。

    3. MeshLab
      MeshLab是一个开源的处理三角形网格的C++算法库,提供了三角网格的数据结构和算法,诸如曲面重建、编辑、修复、光顺、编辑等算法。MeshLab也是我们学生做科研的必备程序库之一。

    4. 其他开源网格处理库
      OpenMesh:由德国RWTH Aachen大学的Leif Kobbelt研究小组开发的C++网格处理库
      Libigl: 由瑞士Ethz大学的Olga Sorkine研究小组开发的C++网格处理库
      Trimesh:有美国Princeton大学的Thomas Funkhouser研究小组开发的C++网格处理库

    5. 网格剖分(Delaunay)与生成库
      Triangle, NetGen:平面三角网格生成库
      TetGen, Stellar:空间四面体网格生成库

    注:这里列出了几个主要的网格处理的C++代码库,我们的学生在学习和科研的过程中会经常用到它们。当然,网上还有其他的各种算法库,对我们的科研和开发都是非常有用,我们有时也会用到,这里就不再详述。

    九、 基于扫描(逆向设计)的3D建模软件

    随着深度相机的普及及扫描仪的价格迅速下降,人们采集三维数据变得容易,从采集到的三维点云来重建三维模型的工作在最近几年的Siggraph(Asia)上能常见到,比如我们Siggraph Asia 2010,Siggraph 2013等的工作。最近几年产生了许多基于点云数据的建模与处理(或逆向工程和设计)的软件,而且各种扫描设备的生产厂商也会发布相应的点云重建的软件。

    1. Geomagic
      Geomagic (俗称“杰魔”) 包括系列软件Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛使用的逆向工程软件,具有下述所有特点:确保完美无缺的多边形和 NURBS 模型处理复杂形状或自由曲面形状时,生产效率比传统 CAD软件提高数倍;可与主要的三维扫描设备和CAD/CAM软件进行集成;能够作为一个独立的应用程序运用于快速制造,或者作为对CAD软件的补充。是我们学生科研的必备软件之一。

    2. RapidForm
      RapidForm是韩国INUS公司出品的逆向工程软件,提供了新一代运算模式,可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面,使它成为 3D扫描数据的最佳化的接口,是很多3D扫描仪的OEM软件。我们购买的Konica Minolta 的激光扫描仪Range 7就是用RapidForm来进行逆向设计。我们SGP 2010的ARAP参数化算法作为目前为止最好的参数化算法之一,被集成到了RapidForm软件中。

    3. ReconstructMe
      ProFactor公司开发的ReconstructMe是一个功能强大且易于使用的三维重建软件,能够使用微软的Kinect或华硕的Xtion进行实时3D场景扫描(核心算法是Kinect Fusion),几分钟就可以完成一张全彩3D场景。我们尝试过,效果还可以。ReconstructMeQt提供了一个实时三维重建利用ReconstructMe SDK(开源)的图形用户界面。

    注:法国ManCTL公司开发的Skanect为Mac平台的第一款3D 扫描软件,也支持者华硕的Xtion或者微软的Kinect进行实时3D 扫描。

    1. Artec Studio
      Artec公司出品的Artec Eva, Artec Spider等手持式的结构光3D扫描仪,重量轻且易于使用,成为许多3D体验馆扫描物体的首选产品。我试用过Artec Eva后感觉还是需要较多的技巧才能扫描好物体,而且后期需要用软件进行较多的处理,比如数据的去噪、修复、光滑、补洞等。
      同时,Artec公司还开发了一款软件Artec Studio,可以和微软的Kinect或华硕的 Xtion以及其他厂商的体感周边外设配合使用,使其成为三维扫描仪。Kinect通过Artec Studio可以完成模型扫描,然后进行后期处理,填补漏洞、清理数据、进行测量、导出数据等。不确定它是否也使用了Kinect Fusion算法。

    2. PolyWorks
      PolyWorks是加拿大InnovMetric公司开发的点云处理软件,提供工程和制造业3D测量解决方案,包含点云扫描、尺寸分析与比较、CAD和逆向工程等功能。

    注1:全球四大逆向工程软件除了Geomagic Studio和RapidForm外,还包括ImageWare和CopyCAD,由于后两者我不熟悉,在此就不介绍了,有兴趣的读者可以到网上去找相关资料了解。

    注2:微软的Kinect作为快速获取3D数据的传感器,可以作为3D扫描仪来使用,我们曾使用3台Kinects来扫描人体全身,论文发在2012年的IEEE TVCG期刊。现在有多款软件或者开发库(包括上面介绍的PCL,ReconstrutMe,Artec Studio,Skanect),支持将单台Kinect作为手持式扫描仪来扫描物体,其核心都是Kinect Fusion算法。

    十、 后记

    最近,随着人们对3D建模的需求越来越大,出现了许多其他形式的3D建模软件和工具,比如Blokify, 基于块状化3D建模软件,特别适合孩子们制作模型。这些新出现的工具我这里就不一一介绍了,大家可以关注网上的一些科技新闻网站、论坛或博客等。

    1. 3D模型数据浏览与转换软件
      上面介绍的大部分的软件或库都支持查看不同格式的3D模型数据。如果仅仅是浏览或查看现有的3D模型数据,我个人推荐3D Exploration软件(相当于查看图像的ACDSee软件),它是一个专门用来查看各种格式的3D模型文件,包括3DS数据 (.3ds, .prj, .asc)、LightWave Objects (.lwo,.lw)、 DirectX(.x)、AutoCAD (.dxf)、Object File Format (.off)、Wavefront (*.obj)等,还可以用鼠标交互从不同视角来查看。而且还能查看各种图像文件,包括bmp、rle、dib、gif、jpg、png、tif、tga、pcx等。当然也能查看带纹理的3D模型。3D Exploration是我的机器必装软件之一,强烈推荐。另一个我推荐的同类软件是Deep Exploration,它除了可以浏览3D数据外,还可以转换数据格式(最新版本还支持Sketchup文件),同时它还可以对你的模型进行编辑及添加注释制作动画等,我也强烈推荐。
      注:现在有很多3D数据格式,几乎每个3D建模软件都会定义自己的数据格式。几种比较公认的3D数据格式有VRML、obj、off、stl (用于3D打印的数据格式)等。现在有些组织在力推3D数据的标准。相信随着3D技术的发展,这些格式都将越来越标准化和统一化。对各种数据格式需要更多了解的,可以到网上找找,比如:
      http://www.cnblogs.com/sunliming/archive/2012/02/28/2372398.html

    2. 3D模型渲染软件
      本文介绍的各种3D建模软件一般都能渲染3D模型,但要得到更为逼真的真实感渲染效果,还可以使用专门的3D模型渲染软件,比如Pixar Renderman、POV-Ray、 V-Ray、 Mental Ray、Final-Render等,这里就不详细介绍。一般我们使用Maya进行渲染放在论文中,已经足够漂亮了,读者可以在我们的许多论文中看到利用Maya渲染的结果图。

    3. 其他相关的软件
      本文以介绍3D建模的软件和库为主,另外,还有许多跟3D技术相关的软件和开发包我没有提及,比如图像处理、可视化、处理医学图像、建筑设计、装潢设计及艺术设计等。读者可以根据各自的专业去网上寻找所需要的专业软件。

    4. 学习使用3D建模软件
      相比于2D平面软件Adobe Photoshop,Illustrator,CorelDraw等,学习3D软件难度稍大些,需要了解和掌握一些3D的概念、3D交互习惯和技巧。因此,想要在短期熟练掌握好一个3D建模软件,是不太可能的,需要多用、多摸索、多体会。网上有许多教材和视频,您可以跟着去学习。总之,您要多去玩,就能玩熟了。如果您能有个确定的目标来学习3D软件,比如完成项目或者论文中所需要的效果,您就能掌握得更快!因为,带有确定目标和任务的学习,是最高效的学习。但您如果暂时用不到,暂可不必花太多时间去学习,学了但不去用,也容易忘。只要您学习软件的速度快就可以,而这正是我们对学生的基本要求。J

    5. 3D时代的来临
      最近两年3D打印机的兴起,引起人们的极大好奇与广泛关注,同时也有些争论。虽然还不清楚它是否能成为人们生活中不可或缺的一项技术,但不可否认,3D打印技术确实已经给世界带来巨变,已逐渐在某些领域表现出巨大的价值,比如,提高了制造行业的生产力,在医学领域得到了广泛应用(义齿,假肢,器官等),为艺术家提供了有效的创作工具等等。个人认为,3D打印提供给了平民零技能制造的技术,会朝着“私人定制”(个性化需求)的方向发展;随着大量草根参与到3D的设计和制造,3D打印将逐步颠覆人们创造东西的能力。正因人们对3D模型有了巨大的需求,3D打印技术才使得计算机图形学“落地”,这也使得我们这个学科终于在人们生活中体现了巨大的价值。关于3D打印技术将给大规模工业经济带来的巨大冲击以及给我们的生活将带来的巨大变化,这里不展开讨论,我将以后抽空撰文加以详述。
      我们再来看一下这几年的一些巨头科技公司的变化,2011年微软公司的Kinect让人们获取3D数据的硬件代价降低了许多,2012年3D打印的兴起造就了两家上市公司Stratasys和3D Systems,2013年苹果公司收购了Kinect的核心技术公司PrimeSense,谷歌公司收购了大名鼎鼎的机器人公司Boston Dynamics,这些都说明,越来越多的高科技企业在快速发展3D科技,3D时代已经来临!
      随着人们对3D技术有了越来越多的需求,本文所介绍的3D建模工具将会发挥出更为巨大的价值。随着科学和技术的发展,云计算与物联网的进一步发展,将会出现越来越便利的3D建模工具,比如Autodesk 123D正在将3D技术从专业变成非专业,人们接触3D技术的门槛将越来越低,创造的3D模型越来越丰富。我坚信,日后3D技术将“飞入寻常百姓家”,会越来越平民化,且成为人们生活中重要的一部分。
      当然,当前人们对3D技术的了解还远远不够,大部分的人对3D技术仍然很陌生。另一个我个人看好的市场就是3D教育与培训,普及3D技术与培养3D技术人才已时不我待。
      另外,现在也开始有了一些3D模型共享的网站在运营,能够提供给全世界的用户下载、上传、分享3D数据;类似于十多年随着Internet发展而产生的图像共享网站,这些3D数据共享网站也将在不久的未来产生巨大的价值,3D模型数据也将逐步进入“大数据时代”。
      我们很庆幸成为3D科技新时代的弄潮儿,有很多的机会和挑战在等待着我们!让我们一起努力!J

    专载自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_d185e9fb0101jawx.html

    展开全文
  • SuperMap 三维产品白皮书

    万次阅读 2017-03-31 18:08:29
    SuperMap 三维基于完全自主研发的二三维一体化 GIS 技术体系,并将三维 GIS 技术贯穿 到从组件、桌面到客户端再到移动端的全系列产品中,为用户提供强大实用的 GIS 功能与逼真 的三维可视化效果,突破了单纯三维可视...

    详细内容请下载完整文章:
    http://download.csdn.net/detail/supermapsupport/9799994

    1.1 SuperMap 三维概述

    SuperMap 三维基于完全自主研发的二三维一体化 GIS 技术体系,并将三维 GIS 技术贯穿 到从组件、桌面到客户端再到移动端的全系列产品中,为用户提供强大实用的 GIS 功能与逼真 的三维可视化效果,突破了单纯三维可视化软件无法深度应用的瓶颈,使用户不论桌面应用、网 络应用中还是单机应用,都能够根据自己的需求快速定制三维地理信息应用系统。

    1.1.1 SuperMap 三维产品优势

    1.1.1.1 领 先 的倾 斜 摄 影 解 决 方 案

    倾斜摄影自动化建模技术是近年来国际遥感与测绘领域迅速发展起来的一项高新技术。当前, 国内外众多测绘单位和相关企业广泛采用该项技术来生产三维模型数据,并逐步取代传统手工建 模,成为新的三维模型生产的重要方式。

    不过,由于倾斜摄影自动化建模存在数据量庞大、单体化困难等“拦路虎”,目前倾斜摄影 模型无法在大范围内很好地应用起来,这也成为各主流三维 GIS 平台亟需解决的难题。

    SuperMap GIS 7C(2015)突破了倾斜摄影模型应用的难点,创新研发了直接加载倾斜摄影 模型、叠加二维矢量面数据实现单体化表达等技术,为倾斜摄影建模应用提供了全方位的支持, 在海量倾斜模型高效渲染、单体化表达与操作、模型效果修补、多行业应用支持、支持三维空间 分析等方面为用户提供了简单易用、快速高效的解决方案,开启三维 GIS 领域数据来源的新篇 章。

    1.1.1.2 完善的二三维一体化技术体系

    二维 GIS 和三维 GIS 是从计算机对真实世界表达方式的角度划分的两种 GIS 技术,历经了 四十余年的发展,二维 GIS 技术早已进入了成熟期,广泛应用于政府信息化和企业信息化,并 越来越多地涉足面向个人的信息服务领域。

    与二维 GIS 相比,三维 GIS 有其独特的优势。三维 GIS 因更接近于人的视觉习惯而更加真实,同时三维能提供更多信息,能表现更多的空间关系。无论单位用户还是个人用户,都对三维GIS 有迫切的需求。
    因此,单独的二维 GIS 无法满足未来发展的需要,同样,单独的三维 GIS 也不能满足应用 要求。尽管三维 GIS 有二维 GIS 不可比拟的优势,但在相当长时间内还无法完全替代二维 GIS。 此外,二维也有比三维更宏观、更抽象、更综合的优点,在部分应用中也需要忽略真实细节呈现 关键信息,此时二维就可能比三维更合适。因此,发展二三维一体化的 GIS 软件,而不仅仅是 独立的三维 GIS,才是 GIS 软件未来的发展方向。这样的 GIS 软件,无论称它为二维 GIS 软件 或三维 GIS 软件都是不全面的,这就需要引入一个新的 GIS 概念——SuperMap 二三维一体化 GIS。
    SuperMap GIS 二三维一体化的关键技术特点主要有:
     数据结构的二三维一体化。优秀的 GIS 平台首先要有一个坚固的基石,即我们在最低 层的几何对象结构层面,二维与三维数据对象在最底层的数据模型和数据结构的设计上 保持一体化;所有的二维数据无需任何转换处理,即可直接高性能地在三维场景中读取 和表达三维效果;并且无论查询或者是分析功能,都同时考虑二维和三维,为二三维一 体化 GIS 奠定了坚实的基础。
     二三维一体化的空间数据管理。二维数据早已实现通过空间数据库进行数据管理,而三 维数据很多还是通过文件来进行管理。而超图 GIS 平台产品能够将三维模型数据和二 维矢量、地形、影像存储到完全统一的数据库中,采用超图 SDX+数据引擎进行高效访 问,从而非常方便向三维模型数据加入用户业务属性字段,支持复杂的 SQL 查询、统 计功能,便于数据管理和维护更新。对于倾斜摄影自动化建模数据,由于其本身没有单 体化,所以无法单独选中某个建筑,进行查询或管理,导致倾斜摄影建模成果只能作为 背景三维,而无法投入实用。超图三维巧妙地利用了二三维一体化的能力,通过配套矢 量底面数据与倾斜摄影建模数据进行关联,做到可以单独选中建筑,同时支持各类属性 查询和空间查询等功能。通过二三维一体化的空间数据管理,彻底解决了二三维数据兼 容问题,同时降低了系统构建的成本和复杂度,满足各类实际业务的需要。
     二三维一体化的场景构建:三维数据特别是三维手工建模数据的获取成本获取居高不下, 制作一平方公里模型动辄要花费数万元。而矢量数据的成本则相对要便宜很多,并且经 过二维 GIS 时代,用户已经积累了大量的二维矢量数据,在二三维一体化技术的支持 下,能够将各类矢量数据加入到三维场景中,并以三维的方式来展现,让老数据重新焕 发青春,为用户节省了大量人力物力;同时数据本身仍是矢量数据,因此可以满足在查 询、分析方面的业务需求。

     符号化的三维场景。符号化应用是三维地理信息系统与其他三维可视化软件的
    标志性区别。二三维符号体系旨在发挥资源的复用价值,快速地重复性表达地 理信息。在三维场景中,绿植、管网、水面等要素均可以用三维符号展现,既 能大幅降低数据建模成本,同时兼顾数据的展现与查询分析。
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    三维专题图表达。三维专题图是地理信息系统中一项非常重要的图形展示方式, 旨在三维场景中反映数据的空间分布特征和时间分布特征。SuperMap 三维 提供了单值、分段、标签、统计、自定义五种三维专题图,以三维方式更加直
    观地表达各行业的自然或社会经济现象及其有关特征。
     二三维一体化的空间分析:三维分析是在三维数据可视化表达的基础上进行的,三维走 向实用,需要具备强大的分析能力。除了基础的三维量算分析外,SuperMap 三维提 供了三大分析能力。第一,所有二维分析功能都可以在三维场景中进行,并支持将分析 结果在三维场景用三维的方式予以展现。典型的二维分析功能包括空间分析(如缓冲区 分析、叠加分析等)、网络分析(如最佳路径物流配送、服务区等)和基于栅格数据的 分析(如通视分析、可视域分析、坡度坡向分析等)。第二,支持强大的三维网络分析 功能,对于市政水网、供热管网、天然气管道这样的网络其本质都是资源有向流动的网 络结构,网络分析就是在网络模型上通过分析解决实际问题的过程。通过使用三维设施 网络分析,在出现爆管时上游关闭阀门的搜索和爆管的影响区域分析上起到了重要作用。
    第三,提供高效的基于 GPU 图形硬件加速的三维空间分析功能,具备“即时分析、及 时展现”的超强性能,包括通视分析、可视域分析、动态可视域分析、阴影率统计分析、 天际线分析、剖面线分析、等高线图分析、坡度坡向分析等。
    二三维一体化的空间分析充分利用三维空间中的信息和元素,极大的提高了三维 GIS
    的实用性,使得开发者可以根据自身的业务需求进行深度定制应用。
     软件产品二三维一体化。即超图并没有发布独立的三维产品,但是在组件、桌面、服务 器、客户端、移动端等全系列产品,都同时包含二维模块和三维模块;这样用户在一个

    产品中就可以使用二维和三维的各项功能,并且可以很方便的进行相互调用,从而降低
    学习成本,提升工作效率。

    1.1.1.3 强大的数据承载力和流畅的性能

    随着数据采集技术与 GIS 应用的不断深入发展,TB 级影像地形数据、大规模行业矢量数据、 城市级别精细模型数据、海量倾斜摄影数据,以及各种三维特效的集成应用致使 GIS 应用系统 的总体数据量急剧增加,如何解决海量数据下三维性能瓶颈,已成为影响三维体验的关键因素之 一。

    针对此问题,SuperMap 三维通过全球剖分、动态调度、GPU 加速、多细节层次技术(LOD) 等多项内置关键技术在海量多图层影像、地形数据、城市级别三维精细模型、百万级别的矢量与 文字标注的加载和调度方面进行了多项技术优化,大大提升对海量 GIS 空间数据的数据承载力 和渲染性能。此外,还提供了性能一键诊断工具,全方位优化场景性能,优化用户体验。

    经过多个项目验证,SuperMap GIS 平台可流畅加载与显示 TB 级影像、地形数据、1000 万以上对象数量的矢量地物和文字标签、城市级别(1000 平方公里以上)的精细模型、TB 级倾 斜摄影数据、以及百万级别管网、面拉升模型等类型海量数据,做到全球、城市、街区、室内不 同范围场景平滑、连续浏览无卡顿感。

    1.1.1.4 绚丽的三维效果

    与二维 GIS 相比,三维 GIS 对客观世界的表达能给人以更真实的感受。而直观绚丽的三维 效果,是三维的第一感官,也是三维区别二维所在。因此,作为三维 GIS 平台软件,除了提供 诸多实用的 GIS 功能,同时也支持逼真绚丽的三维特效。与其他三维 GIS 平台软件不同的是, SuperMap 三维在渲染引擎级别融合了粒子、水面、太阳阴影、骨骼动画、带状跟踪符号等绚 丽三维效果,无论是场景的细腻程度还是真实程度,都达到了“以假乱真”的效果,使得其他三 维 GIS 平台软件难以望其项背。

    SuperMap 三维提供了丰富的三维特效:模型数据支持光照贴图,可逼真表现建筑、管线设 施的光影效果;模型数据支持动态纹理,可实现室外广告效果;提供实时倒影的水面效果,并支 持设置水波大小、水面颜色等参数,帮助用户制作出美观、逼真的水面效果;粒子模拟火焰、喷 泉、雨雪等效果,广泛用于气象模拟、应急演练、和安全防护等类型的项目;带状跟踪符号效果 可动态模拟管线中液体、气体的流动方向;并且通过粒子、骨骼动画、节点动画、带状跟踪符号 效果的综合运用,满足石油石化、智慧城市等行业在应急演练、规划、模拟仿真的实际需求。

    1.1.1.5 完整的终端和设备支持

    随着互联网技术和三维 GIS 技术的快速发展,用户对三维地理信息系统的应用需求已经从 桌面端应用,扩展到 Web 端、移动端的多端应用。

    SuperMap 产品基于统一的 GIS 底层内核研发,根据不同的端系统平台进行定制封装,使 桌面端、客户端、移动端产品在保持一致的 GIS 功能基础上,具备高效的数据调度策略与场景 管理、LOD 技术、GPU 并行计算等关键技术,做到流畅逼真的展现三维场景以及水面、粒子特 效,支持三维空间对象的查询、三维通视分析与量算功能等 GIS 基础功能;且特别针对 iOS 和 Android 移动设备的硬件特点优化了显示性能,使得移动平台的数据可快速构建高性能二三维 一体化的移动 GIS 应用。同时对各个端的产品提供了丰富的开发接口,可以满足用户定制三维 移动应用的功能需求,帮助用户随时随地创造三维地理价值。

    同时,借助 IT 硬件领域新兴技术的推陈出新,三维 GIS 在显示效果和人机交互方式也有了 重大突破。SuperMap 三维结合多点触控设备,大大提高应急指挥等交互操作效率;配合三维 立体显示设备,可以做到足不出户,体验观看 3D 大片的三维立体效果;与 Microsoft Kinect 或 Leap Motion 体感设备一同使用,可摆脱传统设备的束缚,通过不同肢体动作变化,实现自 由漫游三维场景、以及 GIS 功能交互操作。用户可以根据自身业务需求的不同配置相应的外部 设备,使得三维 GIS 应用在人机交互上拥有更丰富的视觉感、体验感。

    1.1.2 SuperMap 三维产品使用环境要求

    SuperMap 三维产品支持大众化硬件配置要求,显卡支持主流英伟达(Nvidia)、AMD 独 立显卡,以及集成显卡。系统环境方面,支持 Win7、Win8、Win8.1、Windows XP 32 位与
    64 位主流操作系统,同时支持在 Microsoft Windows、Microsoft Windows Server 系列、以 及红帽、SUSE、Ubuntu、麒麟操作系统服务器版等 Linux 操作系统上发布三维服务。三维客户 端产品支持在 IE(包含所有使用 IE 内核浏览器)、Chrome、Opera 等主流浏览器中显示三维场 景。

    推荐硬件配置:

    操作系统:Windows 7 ( 64 位)
    浏览器:Internet Explorer 9,Chrome(版本号 32)、Opera(版本号 15)
    处理器(CPU):Intel i7 或 AMD 同等级处理器
    内存(RAM): 8G 及以上
    显卡: NVIDIA GTX 660 或 AMD HD 7850 或以上的中、高端显卡(需安装显卡驱
    动)

    1.2 数据存储与管理

    1.2.1 数据导入

    数据是 GIS 系统建设的基础,强大便捷的数据处理能力为建设 GIS 系统提供有力保障。 SuperMap GIS 支持包括影像、矢量、文字标注、模型、地形等不同的数据类型导入到数据库 中。
    支持主流影像和地形数据批量导入,包括 Erdas Image、Tiff、ASCII Grid、JPG、PNG

    支持主流 GIS 矢量数据批量导入,包括 Shape、DWG、DXF、MIF、TAB、DGN 等
    支持主流模型数据和纹理批量导入,包括:3DS、.X、OSGB、FLT 等格式
    提供 3D Max 模型导出插件,可直接导入.max 格式的模型数据,并且支持模型的批量 转换;导出插件支持的版本包括 3D Max 9、3D Max 2010、3D Max 2012、3D Max
    2014(32、64 位版本)等

    1.2.2 数据存储与查询功能

    在 SuperMap 二三维一体化技术体系中,二维与三维数据在数据模型和数据结构上保持一 体化,因此三维数据(如模型、粒子对象)与二维数据(地形、影像、矢量、文字标注等)支持 一体化存储和管理。
    这里写图片描述
    支持多种关系型数据库管理矢量数据、地形、影像、文字标注、三维模型数据,包括:
    Oracle,SQL Server 和 SQLite 等;
    支持管理 TB 级的数据量,建立海量、无缝空间数据库;
    具有多重空间数据索引机制,拥有良好的访问速度和检索效率;
    支持选中矢量、模型数据进行空间查询、属性查询、关联查询,支持字段值模糊匹配查 询;
    支持矢量数据、模型数据扩展添加用户自定义属性字段。
    这里写图片描述
    1.2.3 数据输出

    SuperMap 提供丰富的功能输出场景中的内容,满足用户制作三维电子地图等应用需求。

     支持用户指定分辨率将三维场景输出为 2.5D 地图,并可使用 SuperMap iClient 产品 浏览 2.5D 地图效果
     三维场景支持输出用户指定分辨率的高清图片

    1.3 场景表达

    完整三维场景的表达与应用离不开逼真的场景元素、丰富的数据类型、强大的功能,以及绚 丽特效的支持。SuperMap 三维提供了一系列功能帮助用户完成创建场景、添加二三维数据、 设置图层属性与图层风格、绘制对象、制作专题图等实用操作,显著提升三维场景的可视化效果 的同时,满足了直观表达三维地理信息的需求。

    1.3.1 球面场景、平面场景

    三维球面场景的主体是一个模拟地球的三维球体,该球体具有地理参考,三维场景位于地球 球体之上,球体上的坐标点采用经纬度进行定位,支持加载经纬度和投影坐标系的地形、影像、 模型、矢量、地图等 GIS 空间数据。支持用户在整个球体中浏览数据,实现更加直观形象地反 映现实地物的实际空间位置和相互关系。
    这里写图片描述
    三维平面场景基于一个操作平面,支持加载投影坐标系以及平面坐标系的地形、影像、模型、矢量、地图等类型 GIS 空间数据,可浏览地上场景、地下管线、室内数据。平面场景主要应用 于城市规划、房产等行业,满足用户高精确的数据展示、浏览和功能操作。
    这里写图片描述
    1.3.2 场景元素

    SuperMap 三维提供了太阳、大气环境、海洋等环境特效,以及导航罗盘、经纬网、场景 信息状态栏、比例尺等场景元素。其中,环境特效可实现更加真实地模拟地球所处的环境与光影 效果。导航罗盘等、经纬网等辅助工具帮助用户更直观地了解当前观察点的位置信息、场景中数 据的空间位置信息,使用导航罗盘可方便进行场景缩放、旋转、视角拉平等操作。

    1.3.3 支持的图层类型

    常用的栅格、矢量、模型等基础空间数据是以图层的方式加载到三维场景中显示的,根据功 能不同,图层可以分为普通图层、地形图层、跟踪图层、屏幕图层四种。

    1.3.3.1 普通图层

    普通图层也可称之为三维图层,SuperMap GIS 支持将影像、矢量、模型、地图、KML 等 类型的数据以对应类型的图层加载到三维场景中。普通图层主要包括以下几种类型:

    影像数据类型:
    支持将影像、栅格数据以数据集或缓存数据的方式加载到场景中显示影像效果
    支持设置多种分辨率的显示比例尺
    支持将多边形范围设置为影像数据的显示范围
    支持设置影像数据透明度
    这里写图片描述

    矢量、模型数据类型:
    支持矢量、模型数据以数据集或缓存数据的方式到场景中显示
    通过对模型数据类型设置高度模式,支持模型的自动接地功能
    支持对矢量数据进行批量拉伸、贴图等风格设置、快速建模
    倾斜摄影建模数据类型:支持场景直接加载倾斜摄影建模数据
    地图类型:支持将整幅地图加载到场景中,作为一个图层显示

    KML 类型:支持加载 .KML 、.KMZ(一个或几个 KML 文件的压缩集,采用 zip 格
    式压缩,用于三维 B/S 应用)格式文件,并能够在三维场景中显示其中的包含点、线、 模型、图片数据

    Web 类型:
    支持加载 SuperMap iServer、SuperMap Cloud 发布的 WMS、WMTS 服 务
    支持加载第三方发布的 OGC 标准 WMS、WMTS 服务
    支持加载天地图发布的 WMS、WMTS 服务
    支持加载 Google Map,Baidu Maps,OpenStreetMap 等主流 Web 服务
    这里写图片描述
    1.3.3.2 地形 图层

    地形数据是能够表示地球表面高低起伏状态,即具有高程信息的数据。数字高程模型(DEM) 是一种对空间起伏变化的连续表示方法,是一种特殊的栅格数据模型,每个网格的值为高程值, 而且有标准的颜色表来表示。三维场景中通过加载地形图层时,地形数据会依据其坐标参考信息, 添加到三维球体上,使球体表面真实地模拟地球表面的高低起伏形态。

    SuperMap 三维支持将栅格数据集或者地形缓存数据添加到场景中显示地形效果,满足用 户在桌面端、客户端、以及移动端使用;能够设置地形数据的地形夸张比,获得更明显的地形起 伏效果。
    这里写图片描述
    1.3.3.3 跟踪 图层

    三维跟踪图层可用于高效展示三维量算、分析等交互操作的动态对象和操作结果(如量算高 度过程中实时显示的临时线与高程值)。每个三维场景显示时都会对应唯一的跟踪图层,位于场 景中所有图层的最上层,以保证量算结果不被其他图层中的内容遮挡。跟踪图层上支持添加矢量、 文本标注、以及模型对象,并且支持对跟踪层中的几何对象设置三维符号,。
    这里写图片描述

    1.3.3.4 屏幕 图层
    三维屏幕图层不同于三维图层、地形图层、影像图层和跟踪图层,屏幕图层中的对象并不是
    依据对象的坐标信息将其放到三维场景中的地球上,而是根据像素位置放在屏幕上(三维窗口表 面),因此,屏幕图层上的几何对象不随视角或球体的旋转、倾斜等操作而变化。因此,可以使 用屏幕图层放置诸如公司 Logo 图片、说明性的文字等需要固定显示在三维窗口中的内容。
    这里写图片描述
    1.3.4 三维符号化表达

    作为表示地图内容的基本手段,符号可直观表达地理事物和现象,并且会直接影响到成图质 量以及对地理信息的理解。SuperMap GIS 提供二三维一体化的符号解决方案,并提供灵活、 便捷的三维符号制作能力。通过对二维矢量数据在三维场景中使用三维点、线型、填充符号,既 免去了用户重复制作数据的工作,也使得地物具有更直观的表现力。

    支持二三维符号的一体化存储与管理:支持二维、三维符号一体化存储与用户自定义分 组管理,用户可快速查找到制作好的符号数据,并支持将各行业的模型符号导入到符号 库中作为资源统一管理;

    支持制作、编辑三维点、线型、面填充符号:
    支持在点符号编辑器中使用 .3ds,.sgm 格式的模型数据创建三维点符号,并 支持设置符号的旋转角度和缩放比例,可用于模拟树木、管点、交通设施等效 果;
    支持在线符号编辑器中创建线型符号,通过绘制模型子线、设置动态贴图的方 式制作线型符号,并支持设置符号的缩放比例,可用于制作管线等地物效果;
    支持在填充符号编辑器中创建水面符号,并支持设置水波大小、水面颜色等参数,制作出具有实时倒影且美观、丰富的水面效果。
    这里写图片描述

    支持对二维矢量数据在三维场景中使用三维点、线型、填充符号作为图层风格或三维专 题图子项风格,表达三维效果。
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    1.3.5 专题图制作

    三维专题图是在三维场景中使用三维图层制作出的专题图,可在三维场景中反映数据的空间 分布特征和时间分布特征。SuperMap 三维提供了单值、分段、标签、统计、自定义五种三维 专题图,可满足各行业着重表达某一种或几种自然、社会现象或用户自定义要素。

    支持制作、编辑三维单值、分段、标签、统计专题图,修改子项风格、颜色表、文字样 式、子项表达式;
    支持用户通过字段表达式自定义百万级别海量专题图子项的显示风格;
    文字标注支持设置字体、字号、字体前景色与背景色,是否贴地显示、是否显示轮廓线 等属性;
    专题图图层支持设置过滤显示,通过设置过滤条件,选择性地显示重点要素;
    专题图图层支持设置最大、最小可见高度。
    这里写图片描述
    这里写图片描述

    1.3.6 三维特效
    SuperMap GIS 系列平台产品的三维效果,以真实性作为可视化的特色,在各个方面都最
    大可能地还原真实世界中的景观。SuperMap 三维产品提供了一系列的三维特效,包括光照贴 图、实时水面效果、粒子效果、骨骼动画、节点动画、带状跟踪符号、动态纹理、帧动画、太阳 阴影、海洋效果等。对于如应急演练、石油石化、安全防护,以及气象模拟等类型的项目,三维 特效在表现天气、火焰等自然元素、模拟人员疏散过程、表达管线液体流向等方面,发挥了独特 的作用,显著提升三维场景的视觉效果和真实感。其中:

    支持光照贴图,使场景中的建筑物、管线设置等物体具有非常逼真的静态光影效果,大 大提升真实感;
    这里写图片描述
    实时水面效果:支持通过设置三维面填充符号参数的方式,制作出不同颜色,或是静止、 波光粼粼的水面效果,并可实时反射岸边建筑物的倒影;
    粒子效果:提供了火焰、雨雪、烟花、爆炸等粒子效果,并支持用户通过粒子编辑器定 制粒子效果和粒子运动的方式,制作出如救火车喷出的水柱、樱花雨等多种美观实用的 粒子,在气象模拟、应急演练、和安全防护等中,起到了不可或缺的作用。SuperMap 三维的雨雪等粒子特效和虚拟现实软件不同的在于允许用户指定雨雪降落区域,而并非 固定在视野前,可以满足类似于重点区域防护,带有一定空间范围的应用需要。
    这里写图片描述
    骨骼动画:支持加载、显示骨骼动画模型,人物运动更加自然;
    这里写图片描述
    节点动画:支持自定义节点动画的运动轨迹,并且可以保存在 KML 图层中。结合骨骼 动画,可模拟人员场站巡场、应急疏散、交通车流模拟等实用场景;
    带状跟踪符号:支持在线符号编辑器中制作、编辑带状跟踪符号,包括设置符号的颜色、 头部纹理、尾部纹理、运行周期等参数;
    这里写图片描述
    动态纹理:支持模型中的动态纹理显示,可模拟建筑物广告牌效果;
     帧动画模型:支持将 3ds Max 制作的动画模型文件导入到 KML 文件或模型数据集中, 用户可以能够获取模型各个部位的动作信息、控制动画的播放,在三维场景中展现出直 升机飞行、车辆飞驰等动态的模型效果;
     太阳阴影:根据设置的时间计算、调整当前太阳位置,地形数据支持实时显示山体阴影, 模型图层开启阴影后可实时显示模型数据的阴影效果;
     海洋效果:支持实现海面光照与海水流动效果模拟,达到模拟真实海水的视觉效果,同 时支持设置海岸线纹理,使海岸的边界更加清晰;
     支持场景反走样:消除场景中对象边缘的锯齿效果,进一步提升细节美观度。

    1.4 场景浏览与操作

    丰富而流畅的交互操作是衡量三维体验的重要标准。SuperMap 三维提供了一系列交互操 作功能,如场景漫游、自定义飞行路线、创建与编辑对象等功能,满足用户在场景中实时浏览、 查询、编辑二三维数据的使用场景。

    1.4.1 场景浏览

    SuperMap 三维提供了三维基本场景浏览的功能,包括放大、缩小、倾斜、拉平竖起、旋 转等。用户既可以通过三维场景控件中提供的三维导航罗盘、也可以通过鼠标或键盘快捷键组合 操作的方式对场景数据进行浏览。

    支持场景的漫游、缩放、快速定位,以及旋转相机任意角度、指向正北、调整俯仰角等 操作。

    交互操作支持以鼠标拾取点为中心,精确缩放到目标点,同时支持以鼠标拾取点为基准
    0 到 180 度的俯仰范围。
    支持地下场景的平滑操作。
    支持室内小范围场景精确定位与漫游,可使用快捷键完成漫游速度的快慢调整。
    支持相机惯性,更加符合真实世界。
    支持用户自定义鼠标、键盘快捷键,提升三维浏览操作体验。如可使用鼠标双击事件实 现飞行定位到某个建筑物的功能。
    这里写图片描述
    1.4.2 三维飞行

    三维飞行功能通过用户预先设置一系列飞行站点的位置和观察角度来确定飞行路线。在飞行 过程中,将根据各飞行站点的位置,从不同方位、不同角度自动浏览场景。通过定制合理的飞行 路线,能够更好地展示场景数据,带给用户身临其境的感觉。

    支持以当前相机位置或鼠标拾取位置两种方式添加飞行站点
    支持飞行过程中减速转弯,可实现平滑过渡的效果
    支持围绕指定位置旋转飞行,并且飞行过程中可以控制飞行的速度

    支持飞行过程中方位角、高度、俯仰角锁定
    支持沿指定的线对象飞行
    支持相机绑定运动物体飞行的效果 除了使用飞行功能外,同样支持从当前观察位置直接切换至指定的区域,实现观察角度的快
    速切换。

    1.4.3 对象操作

    SuperMap 三维支持在场景中创建点、矢量线、面、文字标注、三维体(立方体、球、圆 柱等)、三维模型(如树、广告牌、汽车等小品对象)、粒子等几何对象,创建的对象可以临时存 放到跟踪图层或者保存到 CAD 复合数据集中。此外,SuperMap 三维支持通过编辑面对象, 实现实时修改该面对象范围内的地形效果、地表开挖区域、倾斜数据压平范围等操作,。
    支持连续点选多个矢量、模型对象
    支持通过平移、旋转、缩放操作编辑矢量、模型对象的位置与形状
    支持实时编辑地表开挖区域和深度
    这里写图片描述
    通过三维面节点编辑功能,可实现实时修改地形,水面与倾斜摄影数据的压平区域
    这里写图片描述
    1.5 三维分析

    三维分析是在三维数据可视化表达的基础上进行的系列分析, SuperMap 三维提供了基于
    GPU 加速的三维空间分析功能,三维网络分析、三维量算分析等实用的三维分析能力,同时支持将二维分析的结果在三维场景中展示,充分利用三维空间中的信息和元素,使得开发者可以根
    据自身的业务需求进行深度定制应用。

    1.5.1 三维空间分析

    随着三维 GIS 的快速发展和应用普及,三维空间分析技术以其应用中的实用性成为当前 GIS 技术研究的热点领域。面对日益庞大的三维数据处理现状,为满足 GIS 各行业对专业化三维空 间分析的实用性需求,SuperMap 三维具备基于 GPU 图形硬件加速的三维空间分析的能力,做 到“即时分析、即时完成”的超强性能,具体包括通视分析、可视域分析、动态可视域分析、阴 影率统计分析、天际线分析、剖面线分析、等高线图分析、坡度坡向图分析等,极大地提高了三 维 GIS 的实用性,使得其在三维场景中不仅展示了栩栩如生的可视化效果而且提供了极具实用 性的操作体验。

    1.5.1.1 通视分析

    通视分析用于判断观察点与目标点之间可见或是被障碍物阻挡。SuperMap 三维提供的通 视分析功能,支持实时分析两点间的通视性,通过显示不同颜色区别观察点到目标点是否被障碍 物阻挡,使得用户的分析更加直观。同时障碍物处获取障碍点,方便用户二次开发。通视分析广 泛应用于建筑物视线遮挡判断,监控覆盖率、通讯信号覆盖、军事设施布设、军事火力覆盖等多 方面。

    这里写图片描述
    1.5.1.2 可视域分析

    可视域分析是基于给定的观察点和观察范围,分析在观察范围内的被观察物体是否可见。 SuperMap 三维可视域分析通过设置观察角度、观察距离,以及水平、垂直方向的观察范围, 实时分析一个或多个被观察物体(如下图所示的多个建筑物)在观察范围内是否可见;也可根据 指定行进路径,实时动态展示可视域分析效果。三维可视域在安保、监控、森林防火瞭望塔布设、 航海导航、航空以及军事方面有重要的应用价值。

    这里写图片描述
    1.5.1.3 阴影率分析

    阴影率统计分析是指在特定时间段内统计指定物体被阴影覆盖的时长所占比例。SuperMap 提供了阴影率统计分析功能,如图所示,可在三维场景中指定某个区域,根据设置间隔可自动计 算每个点在指定时间段的阴影率,通过分层设色策略显示与分析该区域内的阴影率现象,并支持 单点阴影率的查询。阴影率统计分析可广泛应用在城市规划、建筑物设计、景观分析等方面。比 如规划中的建筑是否严重影响周边建筑的光照,影响的区域有多大,如何调整建筑的高度,才不 会影响周边建筑的采光。
    这里写图片描述
    1.5.1.4 天际线分析

    天际线,又称城市轮廓或全景,是由各种地形地貌和标志性地物等构成的以天空为背景的轮 廓线。城市天际线很久以来就是城市设计中的一个重要因素。随着高层建筑出现,高层建筑和超 高层建筑已经成为了影响城市天际线的决定性因素。SuperMap 三维提供了天际线绘制与分析 功能,如图所示,从任意视角快速绘制天际线,根据天际线轮廓对规划建筑的位置和高度进行调 整,使城市规划工作省时省力。在滨水城市,由于自水面观察城市的视野较为开阔,沿河(湖) 岸、海岸的城市滨水天际线尤为醒目,天际线分析对表达和识别城市特色起到了重要的作用。
    这里写图片描述
    1.5.1.5 剖面线分析

    剖面表示表面高程沿某条线(截面)的变化,传统的剖面分析是研究某个截面的地形剖面, 包括研究区域的地势、地质和水文特征以及地貌形态、轮廓形状等。三维剖面线分析可以针对三 维场景中的任意物体(包括建筑物、地下管道等), 如图所示,在任意方向上画出一条切线,自动生成剖面线图,并且支持在剖面线图上进行量算、位置查询等功能。剖面线分析广泛应用于土
    地利用规划、工程选线、设施选址、管道布设、煤矿开采等方面。

    这里写图片描述
    1.5.1.6 等高线分析

    等高线指的是地形图上高程相等的相邻各点所连成的闭合曲线,在水系水文特征、气候特征、 地形概况与区位选址等方面有重要的应用价值。SuperMap 提供了等高线分析功能,如图所示, 用户可在地形上任意指定某一范围,自动获取并通过分层设色策略实时绘制此范围内的等高线。 用户可根据显示需求,自定义设置等高线的密度、颜色、填充等属性。
    这里写图片描述
    1.5.1.7 坡度坡向分析

    坡度和坡向是两个重要的地形特征因子,在地形表面分析中起到重要作用。其中,坡度表示 地球面某一位置的高度变化率的量度;而坡度变化的方向称为坡向,表示地表面某一位置斜坡方 向变化的量度。坡度坡向分析在土地利用、植被分析、环境评价、景观分析等领域有重要的应用 价值。SuperMap 三维提供了坡度坡向图分析功能,用户可在地形上任意指定某一范围,自动 获取并通过分层设色策略绘制坡度坡向图,生成坡度坡向指示箭头,使用户根据颜色和箭头指向 直观的查看地形的起伏方向和起伏大小;并且支持设置最大、最小可见坡度,颜色表,以及查询 单点的坡度坡向数值功能。

    这里写图片描述
    1.5.2 三维网络分析

    三维网络为真实世界中的常见网络和基础设施提供了建模方法,如市政水网、输电线、天然 气管道网络等。这些设施本质都是资源有向流动的网络结构,都可以用设施网络来进行建模和分 析。

    使用 SuperMap 三维设施网络分析功能的前提是构建网络数据集,即将待分析事物抽象成 的点和线的数据集,利用网络数据模型赋予点和线一定的拓扑关系,配合流向字段,模拟现实世 界中的常见网络和公共基础设施的网络结构。比如地下管网等。通过使用三维网络分析,可在 C/S、B/S 端实现如下图所示的爆管分析功能,即如果管网其中一处发生爆裂,可快速查询出需 要关闭的上游阀门以及影响的下游管线。
    这里写图片描述
    1.5.3 三维量算分析

    SuperMap 三维提供了多种基础的三维量算功能,例如空间距离量算、贴地距离量算、水 平距离量算、空间距离量算、空间面积量算、贴地表面积量算、高程量算等。这些功能和三维空 间分析以及三维网络分析功能一起构成了三维 GIS 应用的量算分析核心,使得三维 GIS 应用更 具实用性。

    空间距离量算:计算空间内任意两点之间的距离
    这里写图片描述
    贴地距离量算:计算在表面模型中任意两点或多个点之间的表面距离
    这里写图片描述

    文章未完, 详细内容请下载完整文章:
    http://download.csdn.net/detail/supermapsupport/9799994

    展开全文
  • 学习三维重建,需要不少知识,而知识之间又存在不同的依赖关系,为了后来人能少走弯路,也为了对自己的知识框架系统总结,特记录自己的学习路线。 学习心得 关于读书,了解基础知识是一方面,产生疑问也是一方面,...

    本文目的 

    • 学习三维重建/SLAM/自动驾驶,需要不少知识,而知识之间又存在不同的依赖关系,为了后来人能少走弯路,也为了对自己的知识框架系统总结,特记录自己的学习路线。

    学习心得

    • 两种指导思想:
      • 学什么->用什么->干什么
      • 干什么 -> 用什么 -> 学什么
    • 关于读书:
      • 了解基础知识是一方面,产生疑问也是一方面,为以后知道学习什么留下印象;
      • 一回生,二回熟,看不懂时,大多是因为先验知识不够,没关系,多查多想,总会搞懂的。
    • 当你学习某个知识点感觉学不懂时,十有八九不是你不够聪明,十有八九是你所看的资料不够通俗、不够易懂(如果还是不行,问人)。
    • "想起来一个原则:假如你看不懂一个东西,只有两个原因,
      • 一,这本书非常垃圾,作者抄别人写的书,逻辑不清晰,不符合初学者的逻辑。这样的话应该再接着花时间去搜集信息,直到找到一本你咽的下去的书,博客,视频教程等等。
      • 二,你的知识结构的确没达到看懂这些东西的地步。你应该接着去做好知识上的铺垫工作,了解看懂这些东西需要在之前再学些什么东西进行铺垫,然后按照第一点里的步骤来,搜集信息"。

    学习路线

    初级入门

    书籍

    • 计算机图形学基础(OpenGL基础版)(徐文鹏 清华大学出版社)(Done
      • 能了解很多基本概念,讲的比较浅显明了,数学推导没那么多。
    • 计算机视觉中的数学方法 吴福朝 编著(Done)(目录链接
      • 整体来讲,这本书写得还是很清晰明了的,前后连贯性较强,不适合跳着读;同时涉及的数学知识很专业(如矩阵分析,张量代数章节),基本概念的地方不知道,一定要查一下,不然后面看起来就会有困难。
    • 视觉SLAM十四讲-从理论到实践,高翔 (第一遍2020.7-12 Done)(目录链接
    • 计算机视觉-算法与应用(Richard Szeliski  艾海舟<译> 清华大学出版社) (Onging)(目录链接

    视频

    中级提升

    • 《计算机视觉中的多视几何》(Muiltiple View Geometry,简称MVG) (Richard Hartley 韦穗<译>)
    • SLAM相关:
      • 《机器人学中的状态估计》(State Estimation for Robotics: A Matrix-Lie-Group Approach)
      • 《概率机器人》(Probabilistic robotics)

    友情参考

    展开全文
  • 作者 | 陈大鑫、蒋宝尚编辑 | 丛末我有一张二维照片,能让它变成三维图像么?可以,当前的一些3D电影相册工具,给图片加一个相框也能形成动态效果。另外,用PS软件,进行一步、两步、三步等...

    作者 | 陈大鑫、蒋宝尚

    编辑 | 丛末

    我有一张二维照片,能让它变成三维图像么?可以,当前的一些3D电影相册工具,给图片加一个相框也能形成动态效果。

    另外,用PS软件,进行一步、两步、三步等等操作后,也可以2D变3D,只不过即使技艺精湛的设计师也需要花费一点时间。

    然而,这届的CVPR最佳论文提出了一种无监督的方法,能够常准确地从单目图像中恢复人脸、猫脸和汽车的三维形状。效果如下:

    上下左右,前前后后,充分展示了三维图像的“长宽高”☺。重建的三维人脸包含了鼻子、眼睛和嘴的细节,即使在极端的面部表情下表现也非常优秀。

    抽象图片与动漫图片也不在话下☝

    除了重建三维,二维图像的照明效果也能调一调☝~

    无需微调就可逐帧应用,充分实现“你动我也动”☝。

    这篇论文也正是因为其提出方法优越的性能和其潜在的应用前景,被选中为CVPR 2020 最佳论文。另外,代码也已经开源。

    论文链接:https://arxiv.org/abs/1911.11130

    代码地址:https://github.com/elliottwu/unsup3d

    项目地址:https://elliottwu.com/projects/unsup3d/

    Demo 地址:http://www.robots.ox.ac.uk/~vgg/blog/unsupervised-learning-of-probably-symmetric-deformable-3d-objects-from-images-in-the-wild.html

    这篇名为《Unsupervised Learning of Probably Symmetric Deformable 3D Objects from Images in the Wild》的论文由牛津大学的吴尚哲、Christian Rupprecht、Andrea Vedak三位合著。

    其中,第一作者是来自香港科技大学2014级的本科生吴尚哲,2018年本科毕业后进入了牛津大学视觉几何组,师从欧洲计算机科学家Andrew Vedaldi,另外,这篇论文的第三作者也是Andrew Zisserman的博士后Andrea Vedaldi。

    同样,这项工作也得到了Facebook Research和ERC Horizon 2020研究与创新计划的支持。

    1

    模型简介与方法介绍

    前面也提到,这篇最佳论文最亮的点是:基于原始单目图像学习3D可变形物体类别,而且无需外部监督。

    具体而言,其使用的方法是基于一个自动编码器,这个编码器能够将每张输入图像分解为深度、反射率、视点和光照四个组件。整体模型结构如下:

    在论文中,作者提到,为了在无监督的情况下分离这些组件,其利用许多物体类别至少在原则上具有对称结构这一事实。

    另外,作者通过预测一个对称概率图,对可能对称但不确定对称的物体建模,并与模型的其他组件进行端到端学习。

    实验结果表明,作者的方法能够在不需要任何监督和先验形状模型的情况下,非常准确地从单目图像中恢复人脸、猫脸和汽车的三维形状。

    在基准测试中,与另一种使用2D图像对应级别的监督方法相比,作者的方法有着优越的准确性。

    在具体建模过程中,作者在两种具有挑战性的条件下进行研究,第一个条件是没有2D或3D的ground truth信息(如关键点、分割、深度图或3D模型的先验知识)可用。第二个条件是,该算法必须使用无约束的单目图像集合。

    针对这两个条件,作者整体的学习算法过程是:先摄取大量可变形对象类别的单视图图像,然后输出一个深度网络,并且该网络可以根据给定的单一图像估计任何实例的3D形状。

    另外,具体的物体实例实际上从来都不是完全对称的,无论是在形状上还是在外观上。由于姿势或其他细节(如发型或面部表情)的变化,形状是不对称的,反射率也可能是非对称的(如猫脸的不对称纹理)。即使当形状和反射率都是对称的,由于不对称的光照,外观仍然可能不对称。

    作者用了两种方式解决这个问题。首先,明确地建立光照模型来利用底层的对称性,并表明,通过这样做,模型可以利用光照作为恢复形状的额外线索。其次,扩充模型,以推理物体中潜在的不对称。

    值得注意的是,在损失函数方面,作者观察到L1损失函数式对小的几何缺陷敏感,容易导致重建模糊。所以作者添加了一个感知损失项来缓解这个问题。

    在训练过程中,作者使用Adam优化器对batch为64的输入图像进行训练,图像大小resize为64×64像素。输出深度和反射率的大小也是64×64。训练大约进行5万次迭代,对于可视化,深度图将上采样到256。

    2

    实验结果更准确

    论文的最后,作者在三个人脸数据集上进行了测试:CelebA、3DFAW和BFM。同时也在猫脸和合成汽车上进行了测试,文章的开头就是部分测试结果,下面是“猫主子”重建结果:

    小车重建3D效果:

    另外,与完全监督的方法和表现一般的无监督baseline相比,作者的方法在BFM数据集上重建得到的的SIDE误差和MAD误差明显优于baseline并且接近完全监督,如下表损失所示。☟

    消融实现性能评估☟

    与当前SOTA比较☟

    同时,作者在论文的最后也提到了目前工作的限制和不足。      

    主要有三点,其一如果假设一个简单的Lambertian阴影模型,忽略阴影和镜面反射,这会导致在极端照明条件或高度非Lambertian曲面下的不精确重建,如上图a所示;其二,分离嘈杂的深色纹理和阴影非常困难,如上图b所示;其三,极端姿态下的重建质量较低,如上图c所示。

    3

    磁灶“95后”一作

    前面也提到,这篇CVPR 2020 最佳论文有三位作者,他们都来自牛津大学,其中吴尚哲在2018年从香港科技大学毕业后进入牛津视觉几何组,进行计算机视觉领域的研究。

                  

    当他进入赴牛津大学攻读博士时候,他的家乡晋江对他进行了报道,晋江新闻网说:

    年仅22岁的吴尚哲2014年考取香港科技大学,今年以来,他接连收到了牛津大学、苏黎世联邦理工学院、洛桑联邦理工学院的博士项目全额奖学金录取,以及号称“世界计算机第一学府”的美国卡内基梅隆大学硕士项目录取。再过不久,他将前往牛津大学,加入世界顶级的计算机视觉研究组,师从“欧洲计算机科学家”Andrew Zisserman的其弟子Andrea Vedaldi,致力于人工智能相关研究。

    通过晋江新闻的报道,我们也可以看出,他家境并不富裕,父母亲在磁灶社区的老街里经营着一家裁缝店。在他年幼时,全家4口人挤住在一个30平方米的两层老房子里。

    贫困的家庭环境中,每日耳濡目染父母亲为了生计的艰辛,培养了他独立自主的能力,更坚定了他奋发学习的决心。

    通过努力学习,吴尚哲中学期间获得过全国中学生物理竞赛福建省一等奖,数学竞赛福建省三等奖,以及英语演讲比赛各级奖项等。得益于竞赛获奖的缘故,他获得了保送西安交大的机会,但在一次偶然的机会,他又自己做主报考了香港科技大学。

    在香港科技大学读大三时,其就开始跟随导师邓智强和戴宇榮从事计算机视觉相关研究,甚至当时还发表了两篇国际顶级会议论文,并获得出国交流学习的机会。      

    而如今,我们可以从上面谷歌学术的截图能够看到,吴尚哲已经有了三篇顶会论文,而且都是第一作者。并且,这三篇论文已经有了些引用量。

    当初,他远赴牛津大学深造,家乡媒体为他报道,是对他刻苦学习的认可,如今他能够在几千篇CVPR论文中斩获得最佳论文,则是他不忘初心,持续奋斗,回报家乡的最好礼物。

    最后,我们也祝愿这位同学,继续努力学习技能,用知识改变命运,争取早日学有所成,回报社会,回报家乡。

    Via http://news.ijjnews.com/system/2018/08/24/011032512.shtml

    END

    备注:3D

    三维视觉与三维重建交流群

    3D计算机视觉技术、3D重建等技术,

    若已为CV君其他账号好友请直接私信。

    我爱计算机视觉

    微信号:aicvml

    QQ群:805388940

    微博知乎:@我爱计算机视觉

    投稿:amos@52cv.net

    网站:www.52cv.net

    在看,让更多人看到  

    展开全文
  • 心脏三维重构的调研报告

    千次阅读 2018-04-13 19:01:57
    最近导师让一个关于心脏的三维重构报告,查阅了很多的资料,这一块感觉还是比较冷门的,所以更新一下,希望能够帮助后来的童鞋~~~ 1.调研背景 1.1背景介绍 近年来,CT、CR、DR、MRI、 US、PET、SPECT 等多种成像...
  • 行人三维姿态与形状估计面试准备

    千次阅读 2019-09-05 13:51:47
    可以在有2D-3D之间的对应关系来训练模型,也可以在没有2D-3D的情况下利用弱监督的方式训练模型,在人体存在遮挡或者截断的情况下仍然能够恢复出人体的三维模型,并且可以会恢复出人体的头部肢体的朝向。...
  • 点击上方“3D视觉工坊”,选择“星标”干货第一时间送达我有一张二维照片,能让它变成三维图像么?可以,当前的一些3D电影相册工具,给图片加一个相框也能形成动态效果。另外,用PS软件,进行一...
  • 点击上方“3D视觉工坊”,选择“星标”干货第一时间送达编辑丨三维匠心近年来,随着AR,VR,虚拟试衣,自动驾驶等领域的兴起,三维重建技术得到了广泛的应用。三维匠自接触三维重建以来,一直为基...
  • 随着科技的迅速发展、计算机的快速发展,在机械工业设计中也在追求更高效更快速更简便的设计目标,如今越来越多的机械工业设计借助计算机三维设计软件来高效完成,今天就简单介绍下机械设计行业用到的三维软件。...
  • 三维目标识别算法综述

    千次阅读 2020-06-24 12:00:00
    点击上方“3D视觉工坊”,选择“星标”干货第一时间送达目前三维点云数据的获取方法相对快捷,同时三维点云数据的采集不受光照影响,也规避了二维图像遇到的光照、姿态等问题,因此基于点云数据的三...
  • 自动驾驶系统进阶与项目实战()自动驾驶高精度地图构建中的三维场景识别闭环检测 闭环检测(loop-closure detection)是SLAM中非常关键的一部分,当然也是自动驾驶高精度地图(HD Map)构建的核心技术之一,...
  • 三维渲染必备常识

    千次阅读 2013-12-08 23:07:40
    OpenGL: OpenGL(全写Open Graphics Library开放的图形程序接口)是个定义了一个跨...OpenGL是一个开放的三维图形软件包,它独立于窗口系统操作系统,以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植;O...
  • 基于三维卷积网络的时空特征学习

    千次阅读 2019-06-22 17:42:56
    本文提出了一种基于大规模监督视频数据集的深三维卷积网络(3D卷积网)的时空特征学习方法。我们的研究结果有三方面:1)三维卷积网比2d卷积网更适用于时空特征学习;2)在所有层中具有小3×3×3卷积核的均匀Ar-构造是...
  • 常用的3D三维建模软件大全有哪些?

    万次阅读 2020-05-14 16:19:06
    你可能听过3D建模——常用于动画及游戏等作品的要求,通俗来讲,就是通过三维制作软件,通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。3D建模,可以使得动画及游戏作品能够展现现实世界,真实的三维空间,有真实的距离...
  • 点击上方“3D视觉工坊”,选择“星标”干货第一时间送达1.三维人脸重建基于精细密集图像的人脸三维重建是计算机视觉计算机图形学中一个长期存在的问题,其目标是恢复人脸的形状、姿态、表情、皮...
  • 智慧消防三维预案辅助决策系统

    千次阅读 2020-02-19 21:16:09
    系统采用蓝牙定位技术,实现以下功能:通过二三维地图可视化实时查看工作人员外来人员在厂区内的位置,并记录所有人员的移动轨迹;危险区域闯入告警;安全巡检人员巡检过程可视化管理;定位系统与原有视频监控实现...
  • 综述国内外三维视觉测量系统的发展现状

    万次阅读 多人点赞 2018-06-13 10:57:20
    1.1 相关技术综述二维视觉测量采用单摄像机测量目标在特定平面中的位置,如美国的...近年来,各种技术应用于三维信息测量中,由此形成了各类三维测量系统。经过几十年发展,三维视觉测量系统已具有较成熟的理论...
  •  然后在gui界面里面,左上角file打开新建工程,然后选中你下载下来的数据集的database.db文件图片的文件夹,然后菜单栏里Reconstruction→Start Reconstruction,等一段时间就OK了,时长视你电脑cpu性能而定。...
  • 让GIS三维可视化变得简单-初识Cesium

    千次阅读 2020-07-28 07:00:00
    前言从去年开始无脑接触 Cesium 三维 GIS 可视化,入坑之后一直到到现在,其实已经写了多个项目了,中间也遇到了很多坑点,很早就想分享其中所获了,只是觉得不太专业而且没有太多时间,...
  • 三、单目三维空间测量与定位要解决的问题 1、 求解原理过程 如前文所述,单目三维空间测量与定位,是依据PnP原理来求解的。理论上讲,如果可以获取一个三维刚体上不共面的任意6个点在摄像机二维成像平面的投影位置...
  • SFM三维重建(Python+OpenCV)

    千次阅读 多人点赞 2019-04-17 20:00:52
    类似于单应性矩阵,当存在噪声不正确的匹配时,我们需要估计基础矩阵。与单应性矩阵估计相比,基础矩阵增加了默认的最大迭代次数,改变了匹配的阈值,使其匹配更加精准。基础矩阵描述了空间中的点在两个像平面中...
  • 3DMAX在三维GIS建模中的应用与优化

    千次阅读 2012-12-18 13:01:39
    3DMAX在三维GIS建模中的应用与优化 黄名华 (广西基础地理信息中心 广西南宁 530023) 【摘 要】 将一个城市或某一区域的地理空间数据制作成三维的可视化地理信息系统,在当今有着非常重要的现实意义。其中三维...
  • 三维视觉、SLAM方向全球顶尖实验室汇总

    万次阅读 多人点赞 2019-07-03 21:53:27
    SLAM国内外优秀研究机构 欧洲 英国伦敦大学帝国理工学院 Dyson 机器人实验室 ... 简介: ...是戴森公司帝国理工学院领导机器人视觉小组Andrew Davison教授的合作实验室,Andrew Davison是视觉S...
  • 综述:基于内容的三维形状检索

    千次阅读 2014-04-17 19:07:09
    第二章给出3D形状表示...第章介绍形状相似度匹配的概念。 第章介绍相似度匹配模型检索中的3D形状描述方法。 第五章介绍3D形状搜索引擎的整体结构及各部分子系统。 第六章给出3D形状检索系统的评价性能描述。
  • 随着视频监控联网系统的不断普及发展, 网络摄像机更多的应用于监控系统中,尤其是高清时代的来临,更加快了网络摄像机的发展应用。 中投顾问调研数据表示,截止2017年,我国摄像机覆盖密度相对美国英国等发达...
  • 城镇化建设是将农村人口转换为城市人口的一个全过程,是处理资源...城市是一个总体,因为城市管理的多元性人管理工作能力的制约性,现阶段在我国迫不得已将城市切分管理,产生了以职责分工为基本、以各司其职等级控
  • 摘要我们提出点融合pointfusion,一个通用的3D对象检测方法,利用图像3D点云信息。与现有的方法,无论是使用多级管道或保持传感器数据集特定的假设,点融合pointfusion概念上简单,应用不可知。图像数据原始点...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 34,458
精华内容 13,783
关键字:

做三维和四维最佳时间