Smart3D系列教程2之 《为什么三维重建效果这么差？——探探那些被忽略的拍照要求和技巧》

一、照片采集的实用概念

根据照片进行三维重建的过程中，有人没怎么遇到坑，有人被坑的不轻。可能是模型的纹理失真，模型的法线错了，模型会生成我们各种也想不到的结果，那么，是什么导致三维重建效果这么差的？是建模操作中哪一步设置错了？还是航拍之前的航带准备不充分还是天气光照的影响？今天我将和大家一起好好说说建模前期都有哪些拍照要求和技巧。 首先，在这之前，我先说明几个专业词汇概念，有助于后面文章的理解。

【内方位元素】：指的是相机的内部参数，包括相机传感器的尺寸、镜头焦距、像平面主点的位置坐标、镜头畸变。 【外方位元素】：指的是相机光学中心的三维坐标位置和三个姿态角参数。 【同名点】：两个或多个不同照片的像素对应场景中同一物理位置的投影。 【影像组】：由具有相同内方位元素的影像组成。

【CCD感光元件】：电荷耦合元件是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

二、影像获取的注意点

照片的采集是整个三维模型重建过程中非常重要的一步，重建结果的好坏往往与照片采集有很大的关系，而不是软件操作的问题，跟采集的航拍影像关系较大，影像分辨率高、重叠度大、清晰度高，拍摄光照条件好，建成的三维模型效果自然会好。下面从几个方面对照片采集的基础知识和一些细节要求做些说明：

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拍摄

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。

对于简单的小物件，单反或手机拍摄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。为了保留更多的物体细节，需要保证一定的重叠度，如下图：

为了最大程度地还原照片重建后的纹理信息，在采集拍照的时候要注意分层，可以由远至近拍三个距离，但是太多的拍照层次又会使得照片在进行空三运算时失败，这也是为啥要拍三个层次，让中间层联系远近两层的原因了。示意图如下：

对于有一定高度的小物件，比如说一个雕像，需要从高度上分层次拍照，如下图：

还有，遇到的建模对象纹理比较单一的，我们需要在拍摄范围中加一个背景，这样可以使每张照片的相对位置不同，有利于空三计算和点云生成，比如下面的这只羊的纹理是比较没有区分度的，我们需要在下面放本书或者放张报纸作为背景参照：

在做人物建模时，人的头发是很难被正确建模的，所以可别忘了在头顶加一圈拍照，除此之外，还需要保证尽可能减少拍摄范围中的背景，尽可能增加人物在影像中的范围，示意图如下：