[發明專利]單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模方法

在審

• 申請號: 201710354228.4
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107172408A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 胡鑄鑫
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N13/02;G06F17/50;G06T5/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙)11491
• 代理人: 黃耀鈞

技術領域

本發明屬于數字建模技術領域，尤其涉及一種單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模方法。

背景技術

傳統的方法組織大規模人力現場采集測量積累了大量的古建筑工程測繪圖紙和文檔資料；但是人工操作存在費時費力，成本高，工作效率低。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模方法。

本發明是這樣實現的，一種單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模方法，所述單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模方法包括：

步驟一，制定采集、加工標準與模型制作工作計劃，確保數據采集和模型加工各環節的工作有序進行；

步驟二，采用單反攝影對數字化對象分析、采集方案制定、現場基礎數據采集；

步驟三，通過基礎數據采集到的數據，對多個照明環境下和多個角度采集到的基礎影像數據進行色彩校正和統一的亮度、色彩平衡消除不同環境光對貼圖紋理造成的色差和明暗差異模擬出與實際建筑環境色彩一致的三維模型數據；對貼圖照片進行幾何校正；

步驟四，通過三維建模方法或無人機將造型復雜、工藝精美的建筑雕塑部件真實、完美地呈現在電腦屏幕上，進行場景數據整合；

步驟五，進行古建筑三維數據審查，判定符合文物三維數字化要求的程度判定依據是制作標準、圖紙資料照片和實際需求。

進一步，所述步驟一具體包括：

對整個制作過程進行規范減少或避免三維模型數據和數據制作進度方面的問題發生,確保數據采集和模型加工各環節的工作有序進行采集、加工標準的制定；

合理地安排每一個環節制定一個合理的進度管理表。

進一步，所述步驟三具體包括：

通過基礎數據采集到的數據有共同特性比較散亂數據量巨大,滿足基礎數據在使用上的便捷和存儲的需要數研所根據古建筑的結構特點按照相互關系采用分層級的方式進行基礎數據分類和管理存儲數據文件層級；

真實還原古建筑雕飾和彩繪上的紋理色彩信息必須對多個照明環境下和多個角度采集到的基礎影像數據進行色彩校正和統一的亮度、色彩平衡消除不同環境光對貼圖紋理造成的色差和明暗差異模擬出與實際建筑環境色彩一致的三維模型數據；

對貼圖照片進行幾何校正的目的是:為了消除在基礎數據采集過程中由于角度、位置、焦距、透視、穩定度以及遮擋拍攝條件對貼圖照片數據造成的各種幾何變形；

對單幅彩畫進行分段采集得到多張不同位置的局部貼圖照片通過平面軟件的圖像拼接技術對彩畫貼圖照片進行無縫拼接處理制作完成的三維模型數據；

貼圖照片數據修復單元，用于對文物本身破損和采集存在問題的照片進行修復。

進一步，所述步驟四具體包括：

場景空間環境搭建是古建筑三維模型重建的基礎，利用古建筑工程測繪圖紙要求圖紙中完整地記錄臺基、磚墻和門窗木構瓦頂結構在三維軟件里將平面圖、東、南、西、北各個立面圖以及屋頂的頂視圖這6個角度或者其它不規則古建筑的個側面的立面圖加頂底視圖的圖紙按照設定的虛擬坐標位置、單位比例、尺寸大小進行穿插搭建完成一個虛擬立體空間里的圖紙場景環境通俗理解就是用圖紙搭建的結構大框架；

把結構部件模型比作積木完成所有結構部件模型制作才算積累出一副完整的積木模型，古建筑結構部件模型制作包括幾何模型制作和貼圖紋理映射幾何模型制作指:臺基、磚墻、門窗、柱梁、斗拱、瓦頂脊獸的無紋理貼圖的模型制作，貼圖紋理映射指，將修復、拼接和處理完成的建筑表面紋理貼圖在三維軟件中參照實地紀錄的參考照片利用三維軟件中的貼圖UV功能賦予給素色幾何模型真實還原部件的造型和色彩原狀；

通過三維掃描建模方法將造型復雜、工藝精美的建筑雕塑部件真實、完美地呈現在電腦屏幕上，使用三維掃描建模的對象物體均是外形復雜加之對三維模型數據的精度需求高依靠手工建立三維模型比較困難或無法完成的部件結構；

在搭建好的虛擬圖紙場景環境中參照局部實際照片進行結構部件模型的嵌入合成作業，統一處理場景中的光影、明暗效果協調色彩關系提高場景的逼真程度。

本發明的另一目的在于提供一種所述單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模方法的單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模系統，所述單反攝影技術結合傳統測量的高精度古建筑數字建模系統包括：

制作管理策劃模塊，制定采集、加工標準與模型制作工作計劃，對整個制作過程進行規范減少或避免三維模型數據和數據制作進度方面的問題發生確保數據采集和模型加工各環節的工作有序進行；