教程 | 扁平物体的摄影测量重建方案
近年，随着摄影测量技术逐渐“出圈”，三维重建模型开始被应用在商业、游戏、科研、考古等各种领域。
当用户想要对一些形状较为扁平的物体，如植物种子、昆虫/生物卵（卵荚）、食品、雕塑、文物等进行三维重建时，通常是有一定难度的。扁平的物体往往由于侧立面太薄，不能很好的匹配上物体正反两面，很容易造成只能重建出一半或物体两面位置错位等问题。
今天小编以南瓜籽为例，跟大家分享一种扁平物体的拍摄处理方案，供大家学习。
这是本次实验中拍摄的数据集，可以看到我所操作方式是将南瓜籽插在方形底座的细针上，搭配电动转盘，采用固定机位的拍摄方式（常规环绕拍摄方式亦可）。
操作并不复杂，但需要明白这样做的原理是什么。了解过摄影测量的朋友都知道，想要成功重建出一个完整的三维模型，物体的特征点和照片重叠度是决定能否成功的关键要素。
首先，你如果只想拍摄南瓜籽本身，扁平的南瓜籽无外力支撑，是无法垂直立正，但你可以使用底座来帮其固定位置，一是便于拍摄，二是南瓜籽直接与平台接触会有接触面阴影，甚至导致拍摄过程中正反面出现明暗差太大。
当拍摄南瓜籽侧面时，由于侧面过于狭窄，很难提供足够多的参考特征，重建算法是无法通过其计算出该物体正反两面的空间三维关系。所以，我们需要选用一个在常规条件下很容易重建出来的物体，来作为南瓜籽的底座和相对位置参考对象。图片中用到是，一块斑驳的污渍、碎屑、裂纹可作为特征 ，整体结构较厚较立体的橡皮。
容易重建的橡皮底座可以为南瓜籽提供相对位置参考。只要确保两者间的相对位置关系不变，重建算法会将它们视为一个整体，即只要橡皮底座能正确的匹配对齐，南瓜籽也能随之正确匹配对齐。一旦拍摄过程中相对位置发生了变化，比如南瓜籽在针尖上旋转了一点角度等，都会造成算法无法进行正确匹配对齐。
如果你想拍完照片后直接利用后期处理将底座部分裁掉（也可以理解为一开始就不使用本文的方法，只用常规的环绕或固定机位进行拍摄），再去进行算法匹配对齐的话，就会出现图像对齐不正确的现象。
（裁掉底座后失败的匹配和正确匹配上的图像对比）
在获得一个带底座的南瓜籽模型后，接下来的流程就不需要详细讲解了：在生成点云时删除不需要的密集点云（底座和针）—— 生成网格 —— 生成纹理 。
（手工纹理绘制前后的对比效果）
由于这次实验中用到的是细针，其对南瓜籽表面造成了一定的损伤。在删除针的点云后，南瓜籽扎针的部位可以明显看到是缺少一些纹理贴图的。所以在导出模型和贴图之后，可以将它导入一些三维软件中进行纹理绘制，在这里小编使用的是Blender，手动绘制补全了缺失部分的贴图，一枚完整的南瓜籽就做好啦！
这次实验的原理就是利用主体之外的物体来为主体提供特征点参考。当然，关于扁平物体的拍摄重建方法并非只有这一种，感兴趣的用户可以通过这次实验原理进行举一反三和扩展，比如一些优于针扎的“非破坏性”的固定方式：夹具夹持、制作开槽的底座、磁吸磁悬浮等等；
提供相对位置参考的物体也不止是底座，也可以是台钳、机械臂、夹子、粘土等等，甚至是一张纸，只需要它有足够丰富、明显的特征。
非常感谢此次教程的分享者谷兰小哥哥，本人不仅是一位国内热爱摄影测量建模的爱好者，还是我们云端地球的资深老用户。自己探索新奇玩法的同时，还经常帮一些小白用户答疑解惑。在云端地球广场上，也可以看到小哥哥的超多精细模型，欢迎大家点赞、交流！
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