2019-04-13 3D重建概述

三维重建入门

三维重建技术通过深度数据获取、预处理、点云配准与融合、生成表面等过程，把真实场景刻画成符合计算机逻辑表达的数学模型。这种模型可以对如文物保护、游戏开发、建筑设计、临床医学等研究起到辅助的作用。

1.数学知识

线代

2.三维重建分类

https://blog.csdn.net/wangyaninglm/article/details/51558310

按照被动式测量和主动式测量对目标物体深度信息获取方法进行了分类。

2.1被动式三维重建技术

被动式一般利用周围环境如自然光的反射，使用相机获取图像，然后通过特定算法计算得到物体的立体空间信息。主要有以下三种方法：

①纹理恢复形状法SFT

②阴影恢复形状法SFS

③立体视觉法MVS

2.2 主动式三维重建技术

主动式是指利用如激光、声波、电磁波等光源或能量源发射至目标物体，通过接收返回的光波来获取物体的深度信息。主动测距有莫尔条纹法、飞行时间法、结构光法和三角测距法等四种方法。

①莫尔条纹法

②飞行时间法

③结构光法

④三角测距法

而在我接触目前，还主要是立体视觉重建(被动式重建中的一种方法)，其主要包括直接利用测距器获取程距信息、通过一幅图像推测三维信息和利用不同视点上的两幅或多幅图像恢复三维信息等三种方式。第一种方法顾名思义，需要配合测距器获得信息；第二种方法目前为止还不成熟，因为由一幅图像想要恢复三维模型中的所有信息十分困难，一方面一幅图像包含的信息有限，另一方面推测出的信息可能会与原物体有误差。同时一般这类方法对图像要求较高，需要图像中最好本身具有深度信息，目前比较简单且能拍出深度图像的设备可以使用Kinect。第三种方法则是比较常用的重建方法，因为只需要普通的RGB图像，在原图像获取方面比较简单，但可想而知，对于仅用RGB图像恢复三维模型方法，必定会使用很多图像，且需要对图像两两匹配来达到较好的效果，所以大大延长了运算时间，导致效率不高，在下文中会进一步介绍。

3.SfM介绍

SfM采用的是通过一组图片恢复三维模型。