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3D-Reconstruction
★ 39
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通过图片输入重建3D模型
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3D-Reconstruction
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# 3D Reconstruction 使用Colmap+OpenMVS实现输入图片输出3D模型的端到端三维重建。\ Colmap完成特征提取、特征匹配、稀疏重建以及图像矫正，输出相机内外参和稀疏点云。\ OpenMVS利用Colmap的输出完成稠密重建、网格重建、精细网格重建和材质重建，输出模型和材质文件。 ## 硬件环境 OS：Ubuntu 20.04\ GPU：Nvidia GPU (在RTX 2080Ti上进行测试)\ RAM：越大越好(分别在在48G，128G上进行测试) ## 软件 python 3.9.12\ opencv-python 4.5.5.64\ numpy 1.22.4\ meshlab ## Colmap 根据项目步骤下载编译安装，在终端输入命令 \ `colmap gui` 若弹出colmap可视化界面则说明安装成功。\ [项目链接](https://github.com/colmap/colmap) [文档](http://colmap.github.io/) ## OpenMVS 根据项目步骤下载编译安装，若编译生成的OpenMVS_build/bin中存在7个可执行程序则说明安装成功。\ [项目链接](https://github.com/cdcseacave/openMVS) [文档](https://github.com/cdcseacave/openMVS/wiki) ## 使用 ### 数据准备 若输入为视频： \ 使用 convert_video.py 从视频中截取图片 \ 例如：\ `python ./convert_video.py --input book_store/videos/DJI_0012.mp4 --output book_store/images --show_image 1 --scale 1 --t 1` 若输入直接为图片，要注意图片分辨率是否过大，以370张2K图片(2720*1529)为例，需要至少63G以上RAM才能完成重建。\ 若输入图片过多过大，考虑删除图片或者降低图片分辨率，可以使用rescale_images.py对图片进行下采样。\ 例： `python rescale_images.py --input book_store/original_images/ --output book_store/images --scale 2` ### 数据存放目录结构 首先创建工程文件夹（以book_store为例)，里面包括存放图片的子文件夹images\ ``` book_store | | |______images | image_1.jpg | image_2.jpg | ...... ``` ### 实施重建 运行脚本 ColmapMvsPipeline.py 进行重建（指定输入工程文件夹路径，模型输出路径，OpenMVS_build中bin文件路径） \ 例如 \ `python ColmapMvsPipeline.py --project_path /home/yuda/book_store \ --Open_MVS_bin /home/yuda/openMVS_build/bin \ --Output_path /home/yuda/book_store` 第一阶段Colmap重建完成后工程目录结构变为: ``` book_store | database.db | |______images | | image_1.jpg | | image_2.jpg | | ...... | |_______dense |____images | | image_1.jpg | | image_2.jpg | | ...... | |____sparse | | cameras.txt | | images.txt | | points3D.txt | | ...... | |____stereo |...... ``` dense 文件夹中的images中的图片和sparse中的3个txt文件作为OpenMVS的输入\ 图片和txt数据统一转换为.mvs格式文件输入到OpenMVS中 第二阶段OpenMVS重建完成后工程目录变为： ``` book_store | database.db | refine_model.obj | refine_model_material_0_map_Kd.jpg | refine_model.mtl |______images | | image_1.jpg | | image_2.jpg | | ...... | |_______dense | scene.mvs | dense_scene.mvs | rough_mesh.mvs | refine_mesh.mvs | refine_model.mvs | | ...... ``` 其中refine_model.obj为模型文件，refine_model_material_0_map_Kd.jpg为材质文件，refine_model.mtl为模型与材质的软连接。 ### 模型查看与后处理 使用[Meshlab](https://www.meshlab.net/)来进行模型的查看与后处理\ 主要是裁减不需要的网格以及进行减面操作\ 减面：filters->Remeshing,simplification and Reconstruction->simplification:Quadric Edge Collapse Decimation(with texture)\ 减面不建议超过50%否则大大影响模型精度。
