該研究評(píng)估多圖像三維重建技術(shù)(基于SFM和DMVR)所生成的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。基于SFM算法的圖像拼接技術(shù),它利用SFM算法來(lái)估算出圖像中特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo),然后利用這些空間信息計(jì)算出一個(gè)適合的投影面并對(duì)所有待拼接圖像進(jìn)行正射投影,這些處理步驟可以有效減少因壁畫的凹凸不平和圖像的畸變所引起的最終全局圖誤差,能夠優(yōu)化拼接結(jié)果,使之接近于真實(shí)場(chǎng)景。DMVR多視圖重建是利用多張一個(gè)場(chǎng)景的不同視角圖片來(lái)恢復(fù)出場(chǎng)景三維模型的方法。相對(duì)于三維掃描,這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于硬件成本較低、對(duì)操作者的技術(shù)水平要求不高、耗時(shí)也少。在同一紀(jì)念碑上應(yīng)用多種方法如陸地三維激光掃描,全站儀測(cè)量和試驗(yàn)測(cè)量。比較每種方法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)表面偏差和距離測(cè)量精度。這樣可以客觀地量化評(píng)估3D模型的質(zhì)量。通過比較可以提供客觀的評(píng)價(jià),不同的方法所具有的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
在過去的十年中,在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域中3D相關(guān)內(nèi)容研究大幅增加。大多數(shù)目前可用的硬件解決方案可以產(chǎn)生高質(zhì)量結(jié)果。但是,這些配置會(huì)不僅增加項(xiàng)目預(yù)算,而且涉及到數(shù)據(jù)處理對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)水平有一定要求。對(duì)物體進(jìn)行高質(zhì)量3D數(shù)字復(fù)制對(duì)硬件、知識(shí)背景都有一定要求,并且非常耗時(shí)。在該研究中討論將3D掃描儀替換維一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)和一個(gè)商業(yè)軟件的方案。在眾多商業(yè)軟件中,選擇了Agisoft PhotoScan。這一軟件的照片建模技術(shù)可以快速、高效地完成三維信息采集、模型重建,重建的三維數(shù)字模型能真實(shí)再現(xiàn)不同發(fā)掘結(jié)算的原始情況。
選擇希臘15世紀(jì)晚期的一個(gè)奧斯曼時(shí)期紀(jì)念碑作為掃描對(duì)象。首先拍攝紀(jì)念碑陸地和低空拍攝相片,然后再使用陸地3D激光掃描、全站儀測(cè)量和試驗(yàn)測(cè)量。DSLR尼康D40配備18~55mm景深鏡頭來(lái)拍攝陸地部分照片。低空拍攝相片由遙控?zé)o人機(jī)拍攝,鏡頭在水平方向上360°旋轉(zhuǎn),垂直水平上220°旋轉(zhuǎn),使用的是DSLR佳能EOS250D配備18~55mm景深鏡頭。一共拍攝了652張相片(陸地部分469張,低空拍攝相片183張)。紀(jì)念碑表面隨機(jī)分布有具特色的部分,使用Topcon GPT-3005N全站儀測(cè)量。
基于SFM和DMVR的三維重建數(shù)據(jù)進(jìn)行了評(píng)估。評(píng)估表明紀(jì)念碑表面富有特征的區(qū)域,在合適的光線條件、硬件和軟件條件下可以通過大批量圖像獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)依賴于圖像,數(shù)據(jù)質(zhì)量與圖像之間的連接點(diǎn)識(shí)別呈正相關(guān)。這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是成本低廉、僅需數(shù)碼相機(jī)、電腦、照片建模軟件即可完成三維數(shù)字模型的重建。