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新应用!无人机倾斜摄影三维建模技术在虚拟现实中的应用

来源:三维前沿    查看次数:    发表时间:2020-03-07 16:54:16
针对于虚拟现实平台中构建三维场景的费时费力问题,基于无人机倾斜摄影三维建模技术构建三维模型,利用 3DS Max 建模软件进行模型优化,并结合 Unity 3D 引擎构建并完成了虚拟校园平台的开发。
 
应用系统设计流程

本案例将无人机倾斜摄影建模技术应用于在虚拟现实中,其应用系统设计流程如图 1 所示。具体步骤为:

无人机倾斜摄影技术流程

①通过无人机航拍采集倾斜影像,检查相邻航带侧视影像飞行方向是否一致,确定图像放置位置和摄像机参数设置,确定无误后便可以进行空中三角测量。
 
②在确认影像数据正确后,进行空中三角测量。根据少量的野外控制点,进行控制点加密,获得精确外方位元素,并通过多视影像密集匹配寻找连接点,构建三维 TIN 网格。对于数据较大区块,需要进行数据分块处理,本次实验选择自适应切块,可以快速的自适应计算机 RAM 使用量,根据当前计算机的性能给出一个参考范围,在范围内设置目标 RAM 使用量值来顺利进行三维重建。
 
③根据三维 TIN 网格每个三角形瓦片的法线方程与二维图像之间的夹角筛选出对应的最优纹理信息,完成自动纹理映射;
 
④ 输出并获得 OBJ 格式三维场景模型,并导入 3DS  Max 中进行场景优化。将其转为可编辑多边形,便可进行悬浮物删除,模型裁剪、变形修改等操作,然后在 UVW 展开界面修改映射错误的纹理。
 
⑤将优化好的模型导出 OBJ 格式至 Unity  3D 引擎,通过C#语言写动态交互功能脚本,实现场景的实时驱动、用户界面和场景漫游等功能,完成该虚拟漫游系统。
 
系统展示
 
校园漫游模型

校园三维模型

本案例结合虚拟现实技术和无人机倾斜摄影三维建模技术设计并实现了校园虚拟漫游系统。利用倾斜摄影技术以及强大的图像几何运算软件(Smart 3D Capture)来生产城市三维模型方法的可行性,快速构建三维场景,并应用 3DS Max 建模软件进行场景优化,最后导入 Unity 3D 引擎实现虚拟漫游的技术路线和实施方案,实现了三维交互式校园布局展示功能。该系统开发基本达到预期目的,实现了碰撞检测、虚拟漫游等功能,该系统的研究和实现对后续虚拟城市项目建设具有重要的现实意义。

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