ContextCapture User Guide V4.4.11 ContextCapture（Smart3D 帮助文档 第三章 认识软件）

一.准则

ContextCapture使用一组取自不同视点的静态数码照片作为输入数据。

可以提供各种不同的额外数据：相机属性（焦距、传感器尺寸、主点、镜头失真），照片位置（GPS）、照片旋转（INS）、控制点……

不需人工干预，ContexCapture能够在几分钟/小时（取决于输入数据的大小）的时间内输出高分辨率纹理三角网格。

输出的3D网格构成了与物体在输入照片充分覆盖部分的准确场景和几何相似。

合适的项目

ContextCapture的多功能性允许无缝重建各种尺寸的主题，从厘米到千米，从地面或从空中拍摄。除了输入照片的分辨率外，得到的3D模型精度没有限制。

ContextCapture对复杂几何纹理遮罩表面表现最佳，包括且不限于建筑、地形和植被。

没有颜色变化的表面（例如纯色墙壁/地板/天花板），或具有反射、光泽、透明或者折射材料（例如玻璃、金属、塑料、水、以及较小程度的皮肤）可能会引起空洞、碰撞或生成3D模型中的噪声。

ContextCapture更倾向于静态物体。移动物体（人、车、动物）在不占主要优势时可以生成3D模型中偶尔的伪影为代价进行处理。在获取影像时，人和动物应该保持静止，或者应当使用多个同步相机进行拍照。

1.捕获近距离-中距离物体

这是许多领域的常见瓶颈：建筑，工程和建筑；制造业；媒体和娱乐；电子商务；科学分析；文化遗产。ContextCapture显著提高了生产力，并在这些不同领域打开了新商机。

2.绘制大规模城市或自然环境

ContextCapture超越了由一些流行的在线地图服务提供的严格控制的航拍图像生成的照片般逼真的天桥。它允许以全自动化方式将各种图像源（飞机、直升机、无人机、街道级）转换为包含所有尺度的一致且准确的真实3D模型，从大规模的浮雕到人造细节、物体和自然地标。

二.建筑

ContextCaputre最主要的两个模块为ContextCapture Master和ContextCapture Engine。它们遵循控制器-工作器模式：

• ContxtCapture Master 是ContextCapture的主模块。通过图形用户界面，它允许你定义输入数据和处理设置，提交处理任务、监视这些任务进程、可视化任务结果，等等。Master不执行处理任务，相反，它将任务分解为提交到任务序列的基本任务。
• ContxtCapture Engine 是ContextCapture的任务模块。它在电脑后台运行，不需要用户进行交互。当它不忙时，Engine会根据优先级和提交时间依次执行任务。工作通常包括空三处理和三维重建，使用各种密集型算法（关键点提取、自动连接点匹配、束调整、密集图像匹配、3D重建、无缝纹理映射、纹理图集包装、细节层次生成，……）

对于自动化需求，ContextCapture Master接口可以通过调用Python API来替换。另请参见ContextCapture ContextCapture MasterKernel SDK。

由于这种主控制器-工作器模式，ContextCapture支持格网计算。通过在多个计算机上运行多个ContextCapture Engines，并将它们关联到一个相同任务序列，可以显著减少处理时间。

ContextCapture的格网计算能力基于操作系统的本地文件共享机制。这允许ContextCapture透明地处理SAN，NAS或者共享标准HDD。不需要部署特定的格网计算架构。

• ContextCapture Viewer是ContextCapture的免费轻量级可视化模块。它通过处理细节层次、分页和流媒体，针对ContextCapture的原生格式进行了优化，从而允许以平滑的帧速率在本地或在线显示TB数量级的3D数据。你可以将ContextCapture Viewer与ContextCapture Master结合使用，以控制整个工作流程中的生产质量。你还可以使用它来导航最终结果。
• ContextCapture Setting：管理ContextCapture的配置。
• License Management Tool：管理ContextCapture的许可。

三.工作流

从ContextCapture Master用户界面，一个操作员（在某些情况下，可能有多个操作员并行工作）定义输入数据和处理设置，并将相应的3D重建任务提交到任务队列。如果一个或多个ContextCapture Engine可用，将处理多个不同基本任务，并且将结果保存到操作员在ContextCapture Master用户界面中定义的位置。从这个界面，操作员也可以直接监控这些任务的状态和进度（阅读任务监控了解更多）。当任务完成后，输出3D模型就绪。

重建

在大多数情况下，可以按原始模样自动生成3D模型。但是在一些特定应用中，操作员可能想修复在第三方软件中自动生成的3D模型的偶然几何缺陷，在ContextCapture Master中输入这个重建的3D几何体，并提交一个新的3D重建任务。在这种情况下，根据自动映射纹理到重建的3D几何体来相应地更新输出3D模型。

阅读重建了解更多。

四.系统需求

ContextCapture在本地Microsoft Windows XP / Vista / 7 /8 / 10 64位下运行。

它需要至少8GB的运行内存和NVIDIA或AMD显卡，或至少1GB的专用内存且兼容OpenGL 3.2的Intel集成图形处理器。

支持台式机和机架式计算机。甚至多媒体或游戏笔记本也支持，但性能明显较低。

截至2017年7月，建议采用以下配置：Windows 7/ 8/ 10专业版64位，至少16GB运行内存，8核CPU和NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti 图形显卡，台式机。请联系技术支持团队以设计更强大的配置（GeForce GTX TITAN，Quadro，bi-Xeon等）。

输入、工作和输出数据最好存储在快速存储设备（快速HDD，SSD，SAN）上。对于文件共享，我们建议使用 >1 千兆以太网网络。

1.关于远程桌面连接

ContextCapture Engine无法通过远程桌面连接，因为禁用了硬件加速。但是，你可以使用VNC或者TeamViewer等远程管理软件。

2.关于Windows会话

当ContextCapture Engine运行切换Windows用户会导致运行失败，因为在未连接用户时会禁用硬件加速。

3.具有非ASCII字符的路径

ContextCapture不支持具有非ASCII字符的路径。所有特定的输入和输出文件路径必须仅包含ASCII字符。

五.多GPU模式

ContextCapture可以利用多种GPU架构。

在ContextCapture Settings中选中“启用Vulkan API和multiGPU处理（Enable Vulkan and multiGPU processing）”选项。该选项默认未选中。

次功能可以使用多个GPU，甚至是不同的供应商（Nvidia，AMD，但不包括Intel）。虽然使用多个GPU更有益，但它也可以仅与一个GPU一起使用。我们建议使用最新的GPU来启用该功能，特别是Nvidia Pascal一代（GTX 10xx）、AMD Polaris（RX 4xx）以及最新的驱动。驱动程序会定期更新，因此我们不会发布兼容的GPU/驱动程序/操作系统组合列表。

截至2017年9月，ContextCapture要求GPU驱动程序至少在1.0.37版本以上以支持Vulkan API。

此外，不要启用SLI（适用于Nvidia GPU）或Crossfire（适用于AMD GPU）。最后，此模式使用密集GPU资源，当Engine运行时，不要打开任何其他3D应用程序或Internet浏览器。

这种多GPU模式是最新的，可能不如默认模式稳定。如果您在3D制作中遇到问题（这种选项在AT任务中不起作用），请尝试以下步骤：
1.安装你的GPU的最新驱动；
2.重启你的电脑；
3.重新提交失败的任务。

如果它无法解决你的问题，请在解决问题时通知我们的支持并运行软件并选中未选中的选项。

关于多GPU模式下的性能的注意事项：

• 2 GPU：比1 GPU快15%
• 3 GPU：比1 GPU快20%
• 4 GPU：比1 GPU快24%

高级选项

启用“Vulkan API和multiGPU处理”时，ContextCapture Engine会默认使用所有GPU处理任务。使用该选项，你可以通过命令行中的CCEngine选项“–gup”为Vulkan选择GPU的子集。

请注意，ContextCapture总是使用OpenGL，因此它总是需要专用与OpenGL的GPU。使用选项“–gpu”选择Vulkan 不会改变ContextCapture会选择哪个GPU来进行OpenGL的处理。

语法： CCEngine --gpu k

如果我们在基数2中写入k，则此基数中的每个数字1对应与Vulkan的激活GPU。例如，你有3个GPU，你想使用第一个和第三个GPU进行Vulkan处理，则 k=2⁰+2²=5。命令是：CCEngine --gpu 5。

其他的例子：
CCEngine --gpu 1: use the 1^st GPU
CCEngine --gpu 2: use the 2^nd GPU
CCEngine --gpu 3: use the 1^st and 2^nd GPU （因为：3=2⁰+2¹）

如果未指定选项“–gpu”，则程序将默认使用所有GPU进行Vulkan处理。

六.性能

ContextCapture利用了图形处理单元（GPUPU）上的通用计算功能，使某些操作（图像插值、光栅化、z缓冲）的处理速度提高了50倍。它还使用了多核计算来加速算法的一些CPU密集型部分。

根据硬件配置，ContextCapture可以处理10到20千兆像素，并且每个ContextCapture引擎可以生成具有额外精度的纹理化3D网格。对于输入点云数据集，ContextCapture 每个引擎每天可以处理大约2.5亿个点。

只需在多台计算机上运行多个ContextCapture引擎，并将它们关联到同一个任务队列，就可以极大减少网格计算的处理时间。

例如：对于地面分辨率为10-15厘米且典型重叠的垂直+4倾斜航空数据集，我们观察到4个ContextCapture引擎组成的集群的平均生产率为每天30-50平方公里。

关于内存使用，一个具有8 GB RAM 的ContextCapture引擎可以在一个任务中处理高达1千兆像素的输入数据和1000万个输出三角形。

七.软件版本

ContextCapture Basic 版本

从最高30万兆像素的图像数据集，或点云达5亿，以及通过任务队列的批处理能力，ContextCapture可以自动重建对象、建筑物、人造或自然地标。最适合但不限于UAS/UAV/无人机操作员，此版本允许生成高分辨率3D模型以及数字表面模型（DSM）和真正的正射影像。

ContextCapture Center 版本

ContextCapture Center致力于更大规模的3D测量和绘图。它可以处理无限数量的照片而不受任何大小限制，并且允许计算在3D重建引擎集群上并行化。它可以导入复杂定位数据（例如，惯性倒行系统数据）、第三方空三运算结果和表面约束。因此，它适用于大规模3D内容绘制，例如来自空中的整个3D城市或移动地图系统。

它可以根据用户需求进行定制，以便无缝集成到最苛刻的3D生产流水线中。

比较ContextCapture版本：

特性	ContextCapture	ContextCapture Center
输入影像数据集（Input imagery datasets）	≤ 300 千兆像素	无限制
输入点云数据集（Input point cloud datasets）	≤ 5 亿个点	无限制
自动空三/校准（Automatic aerial triangulation / calibration）	√	√
自动真三维重建（3D TIN）（Automatic true 3D reconstruction）	√	√
地理参考（Georeferencing）	√	√
真正射影像/DSM生成（GeoTIFF，JPG…）（True orthophoto / DSM generation）	√	√
密集点云生成（LAS，POD，LAZ）（Dense point cloud generation）	√	√
CAD互操作性（OBJ，FBX，Collada，STL，DGN…）（CAD interoperability）	√	√
3D GIS互操作性（Agency9 CityPlanner，Eternix Blaze Terra，Google Earth，Skyline，TerraBuilder，SpacEyes3D Builder，Supermap GIS，DIGNEXT VirtualGEO……）（3D GIS interoperability ）	√	√
免费查看/网络发布（Free Viewer / web publishing）	√	√
无限制瓦片（Unlimited tiling）	√	√
任务队列/后台处理（Task queuing / background processing）	√	√
SDK/Python脚本（SDK / Python scripting）		√
超大型项目管理/网络计算（Ultra large project management / Grid computing）		√
重建约束（水面……）（Reconstruction constraints (water surfaces…)）	√	√
质量控制（Quality control）		√

警告：ContextCapture版本之间的项目文件兼容性受限。不允许读取从更高版本创建的项目文件。

八.互通性

ContextCapture可通过专用格式或通用格式与2D/3D GIS和CAD解决方案完全互操作。

ContextCapture还可以以各种交换格式导出准确的相机属性、位置和方向。

了解更多信息看导出块（Export block）和导出格式（Export formats）。

1.CAD/3D Software

使用标准的Wavefront OBJ、Collada DAE和FBX格式，ContextCapture生成的3D模型可以导出到绝大多数CAD和3D解决方案，包括BentleyMicroStation、Autodesk 3ds Max、Autodesk AutoCAD、Rhinoceros 3D、Autodesk Maya、Autodesk Mudbox、Autodesk MeshMixer、MeshLab。

ContextCapture可以生成具有多个细节级别（LOD）的3D网格，以便于将大型数据集集成到支持此优化的3D解决方案中。

对于非常大的3D模型-例如城市-使用上述格式（即使使用LOD系统）也具有挑战性。在这种情况下，3MX格式可以用于将模型导出到Bentley MicroStation。

2.2D/3D GIS software

地理参考3D模型可以在任何坐标系中生成（ContextCapture包括超过4000个空间参考系统，可以使用用户定义的扩展）和符合GIS应用程序的自定义平铺系统。

ContextCapture可以生成具有细节层次和分页的3D网格模型，与几种领先的3D GIS软件直接兼容：TerraExplorer（Skyline）、SpacEyes3D Builder、CityPlanner（Agency9）、VirtualGeo（DIGINEXT）、Blaze Terra（Eternix）、Supermap GIS、
Google Earth、Cesium等等。

ContextCapture可以生成真正射影像和DSM兼容的所有标准GIS工具。

ContextCapture可以导出ASPRS LASer（LAS）和Pointools POD格式的密集点云，每个点都有颜色信息，可用于大多数点云分析和分类软件。

九. 3D可视化

ContextCapture包括ContextCapture Vewer，这是一个可在Windows系统的本地或在线工作的免费下载轻量级3D可视化应用程序。

3D 可视化

ContextCapture Viewer针对ContextCapture的原生3MX进行了优化，可处理细节级别、分页和流式传输，从而可以以平滑的帧速率显示数TB的3D数据。

ContextCapture集成了3D测量工具（可配置空间参考系统中的3D位置、3D距离和高度差、表面和体积计算）和tile选择工具。

你可以将ContextCapture Viewer与ContextCapture Mster结合使用，以控制整个工作流程中的生产质量。你还可以使用它来导航最终结果并生成直通动画。

可在http://www.bentley.com上免费下载，ContextCapture Viewer提供即时解决方案，用于以ContextCapture 3MX和S3C格式发布3D模型。

十.网络发布

ContextCapture用户有几种选择，可以在Internet上发布原始3D内容。

使用ContextCapture Web Viewer发布你的3MX产品本

3MX产品可以使用我们的免费ContextCapture Web Viewer在任何网站上在线可视化。我们的Web查看器是一个跨平台的WebGL 3D查看器，适用于台式机、平板电脑和智能手机，它可以轻松嵌入任何网页。它适用于任何支持WebGL的浏览器，并且无需任何插件。只需将你的3MX产品上传到你的Web服务器（或Azure Blob/CDN或Amazon S3/CloudFront等在线文件存储Web服务/内容交付网络），即可在你自己的网站上发布或嵌入你的3D模型。

了解怎样在网络上发布你的3MX模型

（1）发布到Cesium或者ContextCapture Web Viewer 2.0

ContextCapture可以生成Cesium 3D Tiles格式的3D模型，适合在Cesium或者ContextCapture Web Viewer 2.0中显示。Cesium是一个用于3D地球仪和地图的开源Javascript库。

了解更多关于Cesium

了解如何发布你的3D模型到Cesium网络应用程序

ContextCapture Web Viewer 2.0是基于Cesium的Bentley Web应用程序，具有自定义用户界面和适合现实数据显示的功能。

了解如何发布你的3D模型到ContextCapture Web Viewer 2.0应用程序

（2）在线分享你的S3C产品

ContextCapture用户可以在标准Web服务器上以S3C格式托管3D模型，以使用我们的免费ContextCapture Viewer（一种适用于Windows的桌面应用程序）进行远程可视化。

只需将S3C产品上传到Web服务器（或Azure Blob/CDN或Amazon S3/CloudFront等在线文件存储Web服务/内容交付网络），并在ContextCapture S3C Composer中设置访问参数，以使你的模型可使用ContextCapture Viewer在线查看。

（3）发布到Sketchfab

Sketchfab是一个发布、共享和嵌入3D模型的平台，你可以在sketchfab.com上免费注册。ContextCapture允许将生成的3D模型直接发布到Sketchfab。

了解如何发布你的3D模型到Sketchfab

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