什么是摄影测量?

借助“街景”技术,现代地图工具可以在决定去哪家餐厅之前查看其情况,通过查看该区域的地标来更好地导航方向或模拟在路上的经历。

创建这些3D视图的技术称为摄影测量学,即捕捉图像并将它们拼接在一起以创建物理世界的数字模型。

这就像拼图游戏,其中收集拼图块并将它们放在一起以创建更大的图像。在摄影测量学中,每个拼图块都是一个图像。捕捉和收集的图像越多,3D模型就越逼真,越详细。

摄影测量学的工作原理

摄影测量学技术也可用于各行各业,包括建筑和考古学。例如,摄影测量学的早期例子可以追溯到1849年,当时法国军官Aimé Laussedat使用地面照片创建了他在巴黎Invalides酒店的第一份透视建筑调查报告。

通过尽可能多地拍摄某个区域或环境的照片,团队可以构建一个他们可以查看和分析的站点的数字模型。

与3D扫描不同,后者使用结构化激光光线测量场景中点的位置,摄影测量学使用实际图像捕捉对象并将其转换为3D模型。这意味着良好的摄影测量学需要良好的数据集。还需要以正确的模式拍照,以覆盖站点、纪念碑或文物的每个区域。

摄影测量学方法的类型

今天想要拼接场景的人们从不同角度拍摄一个主题的多张照片,然后通过专用应用程序运行这些照片,以便他们可以组合和提取重叠数据以创建3D模型。

图片来源:3ds-scan.de。

摄影测量学有两种类型:航空和地面测量。

航空摄影测量将相机定位在空中,从上方拍摄照片。这通常用于更大的站点或难以进入的区域。航空摄影测量是在林业和自然资源管理中创建地理数据库最广泛使用的方法之一。

地面测量,又称近景摄影测量,更注重对象,并且通常依靠手持相机或三脚架拍摄的图像。它可以实现快速的现场数据收集和更详细的图像捕捉。

使用GPU加速摄影测量学工作流

为了获得最准确的摄影测量结果,团队需要一个庞大的、高保真度的数据集。更多的照片将产生更高的准确性和精度。然而,大型数据集可能需要更长的处理时间,团队需要更多的计算能力来处理这些文件。

GPU的最新进展有助于团队解决这个问题。使用像NVIDIA RTX卡这样的先进GPU可以加速处理并保持更高保真度的模型,同时输入更大的数据集。

例如,建筑团队经常依靠摄影测量学技术来展示建筑工地上的进展情况。一些公司会拍摄一个站点的照片以创建虚拟漫游。但是,性能不足的系统可能会导致卡顿的视觉体验,这会影响与客户或项目团队的工作会议。

使用RTX专业GPU的大内存,建筑师、工程师和设计师可以轻松管理庞大的数据集,以更快地创建和处理摄影测量学模型。

考古学家Daria Dabal使用NVIDIA RTX扩展她的摄影测量学技能,创建和渲染文物和遗址的高质量模型。

摄影测量学使用GPU的能力来协助照片的向量化,从而加快将成千上万的图像拼接在一起。而借助RTX专业GPU的实时渲染和AI功能,团队可以加速3D工作流程,创建逼真的渲染并保持3D模型的最新状态。

摄影测量学的历史和未来

摄影测量学的概念可以追溯到15世纪末,几乎在摄影的发明之前的四个世纪。列奥纳多·达·芬奇发展了透视原理和投影几何原理,这是摄影测量学的基础支柱。

几何透视是一种方法,能够通过创建展示深度的点,在二维领域中描绘三维物体。在此基础上,几何、阴影和光照等方面是逼真渲染的基石。

摄影测量学技术的进步现在让用户在3D可视化方面达到新的沉浸式水平。这种技术还为其他开创性的工具铺平了道路,例如现实捕捉技术,该技术收集有关现实世界条件的数据,为用户提供有关物理对象和环境的可靠、准确的信息。

NVIDIA研究也正在开发快速从少量图像生成3D场景的人工智能技术。

例如Instant NeRF和Neuralangelo使用神经网络从仅有的几十张静止照片或2D视频剪辑中呈现完整的3D场景。Instant NeRF可以成为一个强大的工具,通过在线图书馆、博物馆、虚拟现实体验和文化遗产保护项目来帮助保护和分享文化遗产。许多艺术家已经用Instant NeRF从不同角度创造出美丽的场景。

了解更多关于摄影测量学的内容

由于摄影测量技术的进步,物体、位置甚至数字双胞胎都可以在实时渲染中呈现出来,以便进行共享和保存。摄影测量应用程序正在跨越行业并变得越来越易于使用。

博物馆可以提供他们原本无法展示的物品或场所的导览。购买者可以使用增强现实体验来看看产品在空间中的适合度,然后再购买。而体育迷可以选择视角最佳的座位。

请加入即将于6月22日星期四上午10点(太平洋时间)举行的NVIDIA网络研讨会,开始使用摄影测量学进行AECO现实捕捉。