摄影测量在建筑工作室中的应用

现实捕捉–描绘现实的实践体验

建筑师通常通过设计建筑、城市区域、室内、设计来谋生……虽然对于一个诞生,我们的作品主要被认为是负责任的创造性的、心智的过程,但建筑的基本特性是,设计的物体(在大多数情况下)是真实环境中的真实作品。

优秀建筑(城市设计)质量的基本参数之一是最终作品与其周围环境的和谐。

不尊重环境的建筑在实践中也不会发挥作用。

没有对地形及其形态的深入了解,既不能做好设计,也不能对作品进行物理实现

我们的工作主要包括处理各种可用的材料。地图、地形、海拔……需要的起点、形态等数据不断补充。无论是我们自己还是通过委托外部实体。结果是我们设法收集了各种各样的材料。

最后,我们为基于异构信息和数据频谱的设计奠定了最终基础。有时2D文件就足够了。然而,一条更复杂的信息只为我们提供了一个三维模型。

这个标准程序相当困难。需要时间和资金。数据采集的优化是使整个设计和项目过程更加有效的关键因素。

是否有可能以更简单的方式获得一个情节状态及其特殊形式的演示图像,包括表面和纹理?

我们能不能创建一个可信的初始现实模型,以后我们可以用标准的软件架构来处理它?答案是肯定的。其中一个选项是RealityCapture。

一个额外的惊喜是,这个工具的创造者不是任何“世界软件巨头”,而是由一群来自斯洛伐克的熟练数学家组成的作者核心。我们被他们的产品深深吸引住了。

我们发现RealityCapture是摄影测量领域迄今为止(不仅仅是)应用于建筑、城市设计和设计的最佳程序

在我们的工作室里,我们经常会遇到需要非常规方法的作业。作为一个例子,可以服务于一个复杂的缺口场地(历史城市部分)或适合复杂地形的城市地区的新建筑概念。在这种情况下,通常的测量方法是对现实的一种近似。三维空间中的概念验证几乎成为一种必然。

(不仅如此)出于这个原因,我们一直在考虑使用摄影测量的想法,这将使创建过程变得更加容易,能够更快、更有效地工作。一个诱人的解决方案乍一看有很多困难需要克服。因此,我很乐意分享我的实践经验。

一台普通的设备够用吗?

原则上是的。当“扫描”内部或结构细节时,您可以使用手机中的普通摄像头或良好的传感器进行管理。有了足够的镜头,结果会出奇的好。对于更广泛的场景、情节或地形的模型创建(我可以在这里看到技术对我们实践的最大好处),机载摄影几乎是必须的。在这种情况下,我对典型的“消费者”无人机(DJI幻影3 SE)的可用性特别感兴趣。由于该设备在自主飞行模式下受到很大限制,我一直使用手动驾驶,自拍时间间隔设置为3秒钟。该软件是否能够处理来自“随机”位置的一组照片,或者您是否需要一个复杂的飞行计划,以一种精心安排的方式保护有序的图像?

注意:专业解决方案通常会将照片与激光扫描混合在一起。在本文中,我将重点放在了常见的产品上。

作为航空摄影工具的DJI幻影3 SE。它的集成相机有一个12-Mpx传感器。对于试航场景的制作,使用了一次起飞拍摄的照片(电池的容量将飞行时间减少到20分钟左右)。相机的自动设置意味着晴天时的照片曝光过度。
注意:摄影适合在没有强烈阴影的条件下进行

软件

这里我比较清楚。我尝试过很多解决方案,包括知名公司的包(针对架构师)。这个特殊目的的结果总是不能令人信服或无法使用。计算花费了大量的时间。我相信这些案例不需要用任何例子来说明。

什么做得好?斯洛伐克软件开发团队开发的一款软件,其特征名为RealityCapture。首先引起我注意的是照片处理的时间。创建呈现的模型花了半个多小时。

原始输出–点云。从160个镜头创建的模型(。没有任何后处理或定义它们的顺序的jpg)。

RealityCapture提供了许多编辑和优化模型的工具。在本例中,它不是一个完美的输出,该模型主要用于验证空间关系和将对象拟合到地形中。处理后,您可以将带有纹理的模型导出为几种2D和三维文件格式。为了进一步的修改和使用,我选择了广泛支持的格式。

RealityCapture界面中的模型。值得注意的是模型上方的“浮动”点,这些点标记了每个镜头的位置。

 

硬件要求

正如我提到的,模型计算本身是一个相对快速的过程。同样一台普通的便携式电脑(第七代酷睿i5,8GB RAM)也可以处理。在导出之前,需要将模型简化为“合理”的大小(对我来说,它最适合100-200万个多边形)。带有纹理的模型(例如。obj format)然后可以用标准的建模软件打开——最适合的有最喜欢的犀牛。以下模型调整需要一些经验(修改导入的网格)。

 

接下来呢?这样的模型能代替测量吗?

是的,它是。周围环境变得更加清晰,我不需要额外识别位于平面图中的点。导出的模型与真实比例相对应。我可以进一步研究这个模型。

该地区的地形剖面图或示意图?再简单不过了。

 

值得吗?

肯定的。正如我所写的,它不仅仅是一个强大的工具,可以帮助在3D环境中创建和后续验证关系。摄影测量的力量还在于向客户演示设计的可能性。建筑将如何融入城镇结构?从远处看天际线会是什么样子?立面会适合街道吗?有可能回答这些问题,以及许多其他已经在设计阶段的问题。

真实环境的模型能够演示体积概念。

摄影测量及其在我们创作中的实际应用是一个非常广泛的话题。这篇文章应该被看作是一个简短的介绍,一些观察的总结。我们将在接下来的一系列文章中回到这个话题。

注:在测试过程中(2019年10月3日),我们很高兴听到一条消息,捕获现实公司获得了斯洛伐克技术“奥斯卡”奖,该奖项属于信息技术近地天体类别,以表彰信息技术GALA。这个奖项,也是我们从测试中获得的经验,当然当之无愧。恭喜你。

注:我们的硬件计算是在惠普的设备上进行的。

文章作者:archinfo.sk(斯洛伐克文版文章),Jakub Moravcik。

创建时间:2021-10-25 17:26
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