Colmap简介、Windows下编译安装遇到的各种问题及解决方案

Colmap简介

Colmap是一个集成了Incremental Sfm和Multi View Stereo的库，可以从输入图像集计算，依次得到稀疏点云、稠密点云和三维表面。由sfm方法得到稀疏重建后，稠密重建需要CUDA支持。

稀疏重建算法流程和一般的增量式sfm类似：

1. 特征点提取(cuda支持下可使用SIFTGPU)

2. 匹配，序列不同可以选择不同匹配策略

3. 用两帧初始化开始增量式重建

4. 重建一定数量序列，做Bundle Adjustment

   作者的改进参考论文：《Structure from motion revisited》

稠密重建部分包括

1. 求深度图和表面向量，使用改进的pactchMatch方法，基于cuda实现。

   算法见论文：

   《Pixelwise View Selection for Unstructured Multi-View Stereo》

2. 混合(Fusion)，大致理解是第一步求出的深度图和表面向量和稀疏点云混合。这时候得到的点云，已经非常密集了。

3. 表面重建，Poisson方法和Delaunay方法。后者直接使用了CGAL中的函数。官方文档推荐先做Delaunay在做Poisson，因为Poisson对噪声比较敏感。

官方安装方法

colmap官方文档: https://colmap.github.io/index.html

作者给出的windows下Colmap的安装方法，看起来很简单，只需要cmd一条命令就可以实现Colmap Release版本的编译·，实现软件的安装。

但是我在实际操作中，会遇到很多问题，比如网络问题，依赖库版本问题，这都会导致最终Colmap的安装失败。下面的问题是安装过程中遇到了，提供的解决方法，希望可以给读者带来一些参考。

安装过程中遇到的问题总结及解决方法

依赖库Boost编译安装

boost编译安装还是比较简单的。找到boost网站，下载boost的源代码。也有预编译好的版本，但是似乎只有静态链接的库，如libboost__xxxx.lib。建议还是自己编译一遍，方便其它工程使用，也是为了避免下面提到colmap安装的一个问题。

解压后的boost代码包如下，找到bootstrap.bat，运行后生成b2.exe。

下面是安装步骤

1. 打开cmd，切换到上图的目录；先输入.\b2 --help，可以看到boost安装提示如下图
   

2. prefix就是boost安装目录，按照自己喜欢修改，默认是在C:\boost；

   从上图出现的一系列中，找到buildtype，输入complete。这样会同时生成libboost_xxxx.lib，boost_xxxlib和对应dll。

3. 按照正确格式输入: .\b2 prefix=xx目录 --build-type=complete install

4. 等待大概几十分钟，编译和复制需要较长时间。

依赖库在线下载失败，包括Eigen，FreeImage，glew和ceres相关库：urlopen error

推荐方法使用脚本自动安装的方法，是在线下载colmap依赖的几个库。如果网络受限，比如不能下载慢，py文件中url无效，都没法正常安装，有时候等待很长时间，或者出现下图的报错：

所以如果有这些库的源代码，直接放在py中指定的文件夹。

打开build.py，其实它的功能就是下载库，解压，移动到__ install__文件夹中，然后cmake编译生成安装。无法下载，我们可以注释掉py文件中下载解压部分，直接开始编译安装，只要修改好py中对应的名字，即可。

Glew编译失败，glew.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 memset，该符号在函数 glewContextInit 中被引用

使用build.py自动编译glew，还会出现以上报错。打开glew的sln，在debug下，打开glew_s的属性管理器–》附加依赖项-》添加msvcrt.lib，重新生成项目即可。

suiteparse和ceres可能遇到的问题：找不到lib文件

问题大同小异，可以参考我另外一篇博客。如果build.py出了问题，单独编译suiteparse和ceres也可以，但是注意要把生成的include和lib安装到.py中要求的文件夹中。

无法找到boost目录：could NOT find Boost

如果其它依赖库都安装完成，编译colmap时报这个错误，这是由于cmake无法找到boost导致的，有各种解决办法，包括手动编译boost的。下面提供两种解决方法，测试过有效：（原理大同小异，按个人习惯选择）

1. 手动编译colmap。用cmake编译colmap，在gui中添加colmap所需boost几个库和头文件。

2. 在colmap的cmakelist中设置boost的目录，包括cmake目录和包含，如下所示：

   set(Boost_DIR "C:/Boost/lib/cmake/Boost-1.72.0")
set(Boost_INCLUDE_DIR "C:/Boost/include")

(vs 2019)编译错误：boost无法解析的外部符号

前面都编译成功了，colmap静态库也生成了，开始链接，生成exe文件，出现下面报错：

colmap.lib(dense_reconstruction_widget.obj) : error LNK2001: 无法解析的外部符号 "__declspec(dllimport) void __cdecl boost::filesystem::path_traits::convert(char const *,char const *,class std::basic_string,class std::allocator > &,class std::codecvt const &)" (__imp_?

**原因：**未知。同样的方法，在vs2017中未出现，vs2019编译就出问题，可能是编译器导致

解决办法：手动打开colmap工程，将colmap_exe工程的release下附加依赖项关于boost相关的 libboost_xxx全部修改为boost_xxx。直接用vs生成该项目，继续在py文件中注释一些函数，运行py把一些依赖的项复制好。

(vs 2019)编译错误：cuda一起编译，出现编译器版本不支持

编译cuda一起，报错版本不支持，打开报错文件是：host_config.h。

找到报错地方，是一个对vs版本判断，粗暴去除对于vs版本限制，编译无问题。后续的colmap的cuda功能也不受影响。

为什么敢修改？因为之前用cuda做三方库，vs2019编译时，没报这个错误，觉得没有影响。后面证实确实没有影响。

colmap重建图

找到install文件夹下，colmap.bat，运行colmap。下图为稀疏重建结果。

测试过稠密重建，stereo没有问题，poisson也可以，但是delaunay表面重建失败，还没有找原因。

如果需要稠密重建，看效果的读者，记得按照官方手册的一些tips修改参数。