操作流程:
1. 高精度3D模型获取
1.1 工业级3D扫描获取三维数据(15-40min)
通过工业级手持激光跟踪式三维扫描仪NimbleTrack,扫描获取高精度三维模型(白模)。使用工业级激光扫描仪最高精度和分辨率均可达0.02mm,保证物品的尺寸、纹路细节均可得到高精度精准还原,获取的高精度模型可用于1:1 3D打印复刻、监测保护、修复等工作。

1.2 白模精修(≥10min)
通过Geomagic Wrap、Blender、Zbrush等三维设计软件,对三维扫描获取的数据进行精修,包括但不限于补洞、网格优化、纹路雕刻、模型拼接、模型简化等后处理,得到一个完整的、没有破面且纹路完整的三角网格模型(输出stl/obj格式)。

2. 拍照获取高清二维照片
2.1 二维拍摄场景搭建

推荐采用400W的白织闪光灯或者搭配200W的常亮白织光灯具,保证全方位、均衡的光照条件。

准备校色卡,用于校准拍摄照片的色相、饱和度和明度,还原器物真实表面纹理颜色。
2.2 单反拍摄(20-50 min)

在摄影布置现场,器物和特征垫摆放在摄影转台的中心,白织灯摄影灯具*2呈60°到90°夹角补光,可以使用白纸作为摄影背景,尽量保证单调。在摄影布置现场,器物和特征垫摆放在摄影转台的中心,白织灯摄影灯具*2呈60°到90°夹角补光,可以使用白纸作为摄影背景,尽量保证单调。
单反相机放置在三脚架上,保证可调节高度分别为俯角0°、30°和60°,且需保证被拍摄物品处于相机的视野中心,然后对准物品拍摄。拍摄过程中调节转盘旋转角度,正常约15-18度拍摄一张照片(一圈20-24张),如果为反光物体,约12-15度拍摄一张照片(一圈24-30张)。
垂直方向再补拍3-5张。
对于反光物体,灯光不应采用直射方式,而是从两边夹角打光,可以保证直射面清晰且曝光正常,也同时减少异物投影。
注意:同一位置不要采集多张重复照片,
为保证定向精度和成功率,需要在转盘上放置特征垫。
须反复翻转或侧翻后同样按多层拍摄,直至获取到所有清晰外表面纹理,
距离以保证最近对焦距离为宜,范围以充满镜头1/2至1/3为宜。
单个可移动物品拍摄照片一般是150-200张。
具体注意事项将以实操培训为主。
3. 小熊猫智能贴图

将第一步获取的高精度单色模型和第二步获取的高清彩色二维照片导入“小熊猫智能贴图助手”,进行智能、快速贴图。
3.1 预处理
先将3D模型进行网格清理、网格简化等工作,再将获取的二维照片通过3D LUT Creator软件进行校色,得到将用于贴图的合格3D模型和照片。
3.2 智能贴图(30-60 min)
将150-200张照片导入“小熊猫智能贴图助手”,通过AI图像识别技术,自动完成所有照片主体部分的提取(白色为自动识别出的主体部分),用于下一步操作:照片的相对定向。

一键导入所有照片,利用照片之间的纹理特征(主体部分),自动计算,完成所有照片的相对空间位置排序,进而为所有照片构建序列虚拟相机和特征稀疏点云。
再通过绝对定向+精配准,用照片重建获得的稀疏点云与3D扫描模型进行高精度配准,进一步缩小照片纹理和模型之间的映射误差,即可得到彩色3D模型。

对于未完全匹配的贴图或局部贴图存在光污染、照片失焦模糊等,可利用镶嵌线工具进行精准实时调整。针对贴图局部存在的光斑/异物映射、摄影死角导致贴图缺失等,可通过一键联动Photoshop,进行纹理精修。最后,使用泊松过渡算法,融合拼接完成色彩均匀计算。

最终得到简化过的彩色3D模型,通过烘焙,将低模的贴图传递给高模,即可得到高精度、真彩色三维模型,可用于三维展示、三维存档、3D打印复刻、修复等工作。
输出贴图分辨率:单张/多张16384*16384、8192*8192、4096*4096等。

说明:小熊猫智能贴图软件通过三个步骤/策略保证贴图进行高精度三维映射:
步骤/策略1:相对定向,是计算相片与相片的相对位置,这个过程使用相片的特征点进行匹配,空三平差,只要保证相片重叠度足够,满足摄影测量方式,就能够得到小于1个像素的相对精度误差。
步骤/策略2:绝对定向,是恢复三维模型与相对定向照片集的映射关系的反求过程,使用单张照片与模型的表征结构匹配后,根据其他照片的内外方位关系参数,即可恢复整个照片集与模型的准确映射关系。
步骤/策略3:精配准,使用特征点云(稀疏或者稠密)与模型的匹配,进一步提升优化照片集与模型的映射关系。
通过3D打印设备可以将虚拟数据实物化,可应用于文物的复原及展览品的定制,手办的打印。







