大勢智慧是一家專注于真實(shí)世界三維數(shù)字化重建及三維數(shù)據(jù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，公司在城市高精度三維建模、模型應(yīng)用及語義化理解和文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)領(lǐng)域具有先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

立體視覺法（Multi-View Stereo，MVS)是另外一種常用的三維重建方法。主要包括直接利用測距器獲取程距信息、通過一幅圖像推測三維信息和利用不同視點(diǎn)上的兩幅或多幅圖像恢復(fù)三維信息等三種方式。通過模擬人類視覺系統(tǒng)，基于視差原理獲取圖像對應(yīng)點(diǎn)之間的位置偏差，恢復(fù)出三維信息。

精細(xì)配準(zhǔn)是一種更深層次的配準(zhǔn)方法。經(jīng)過前一步粗配準(zhǔn)，得到了變換估計(jì)值。將此值作為初始值，在經(jīng)過不斷收斂與迭代的精細(xì)配準(zhǔn)后，達(dá)到更加準(zhǔn)確的效果。以經(jīng)典的ICP算法為例，該算法首先計(jì)算初始點(diǎn)云上所有點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)云的距離，保證這些點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)云的zui近點(diǎn)相互對應(yīng)，同時(shí)構(gòu)造殘差平方和的目標(biāo)函數(shù)。ICP算法能夠獲得精正確無誤的配準(zhǔn)結(jié)果，對自由形態(tài)曲面配準(zhǔn)問題具有重要意義。另外還有如SAA（Simulate Anneal Arithmetic，模擬退火）算法、GA（Genetic Algorithm，遺傳）算法等也有各自的特點(diǎn)與使用范疇。

3D建模的原理

3D建模的過程實(shí)際上是一個(gè)三維重建過程，這個(gè)過程包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理、分割、三角網(wǎng)格化、網(wǎng)格渲染。

由于激光掃描獲取的數(shù)據(jù)中常常伴有雜點(diǎn)或噪聲，影響了后續(xù)的處理，因此為了獲取完整的模型，需要對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的預(yù)處理，常用的方法有濾波去噪、數(shù)據(jù)精簡、數(shù)據(jù)插補(bǔ)等。

分割是指將整個(gè)點(diǎn)云聚類為多個(gè)點(diǎn)云，每個(gè)點(diǎn)云對應(yīng)獨(dú)立的物體對象。分割算法大體上是先選定一個(gè)點(diǎn)，利用kd樹計(jì)算以該點(diǎn)為中心的球，球內(nèi)的點(diǎn)都屬于該物體，球的半徑設(shè)為一個(gè)閾值，之后遍歷該物體的其他點(diǎn)都這么處理，會(huì)將點(diǎn)云分割成一個(gè)一個(gè)的物體。

為了便于后續(xù)的網(wǎng)格渲染，需要提前將點(diǎn)云進(jìn)行三角網(wǎng)格化，采用的算法通常是凸包或凹包算法。

以上幾步基本上已經(jīng)得出了點(diǎn)云的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要得到逼真的物體，還需要網(wǎng)格渲染。網(wǎng)格渲染主要為紋理映射，就是將數(shù)碼相機(jī)中的圖像望網(wǎng)格上貼。

經(jīng)過以上幾步就完成了整個(gè)3D建模。