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近两年内，三维实景建模技能开始被人们所理解，逐渐运用在大型地址调查（三维地形重修）、考古、建筑复原等领域中。三维实景建模技能也称之为基于图像的三维重修。这项技能能够通过数学方法，并结合相机的一些基本事理，就可以仅仅通过上百张乃至几十张照片得到真实目标物体的三维模型。并且通过这种技能得到的三维模型在空间构造上与真实物体的非常相似，偏差在严格的掌握下乃至可以达到毫米级，接下来再以此为根本，进一步对模型进行修正完善，终极可以得到精确的数据，知足我们的需求。这种技能属于逆向建模的范畴，这冲破了传统的三维模型制作（正向建模）和真实场景复原，供应了一个完备崭新的方法，运用前景广阔。
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传统建模的缺陷
传统建模是建模职员通过平面图作为参考，用三维模型制作软件，根据个人履历从根本的三维几何体开始制作模型，不断调度，终极做出目标形态。这种办法存在许多局限：
（1）须要花费大量的韶光。建模职员须要先读图，理解目标物体的大体构造以及细部构造，然后再根据图纸逐一的进行建模，这每每须要大量的事情韶光。
（2）对建模职员的哀求较高。须要建模职员对建模软件非常的熟习，要想达到一定的水准每每须要有大量的实战履历和刻苦的演习。然而实际中我们须要制作的模型目标包罗万象，有可以构造大略，一些大略的几何体，也有可能构造繁芜，比如一个人，一个繁芜的曲面，这些不愿定的目标类型对付建模职员来说是很大的磨练，须要对建模软件全面的熟习与利用。
（3）对付那些没有图纸的模型，只能凭建模职员的主不雅观决定，模型的风雅程度就完备得不到担保。因此这三点制约了传统建模快速实现三维模型重修的发展，我们须要找到一种更有上风建模技能。
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三维激光扫描技能的不敷
为了适应发展，逆向建模技能应运而生，逆向建模便是根据现有的实体模型，通过工具设备获取其数据，然后在 3D 环境中重新天生其数字模型。现在很多单位纷纭开始利用三维激光扫描技能进行三维重修。虽然它在一定程度上知足了高精度复原的哀求，但是也存在几个问题：
（1）是激光扫描设备对被扫描物体有着稍许限定，比如对付玻璃，水等透明物体每每不随意马虎扫描。
（2）对被扫描物体的空间尺寸有限定，比如对大型物体进行扫描事情量会非常大，难度太大。因此这种手段还不能迅速遍及。
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三维实景建模技能的上风
随着打算机运算能力的不断增强以及数字图像处理技能的高速发展，三维实景建模的技能开始进入各行业研究职员的视野，并取得了一系列实用化成果。三维实景建模是基于三维实景建模技能及其运用图像的三维重修，它是从单幅图像或图像序列中反求出物体的三维模型，它是相机拍摄照片的逆过程。虽然一幅图像上仅含二维信息，但是这些二维信息包括多幅图像中共同物体的物理特色及所对应的几何关系，和两幅图像中的视差关系。因此我们可以比较物体某一点在多幅相片中不同的位置，据此来打算该点的三维几何信息。这些二维信息是被拍摄物体本身所具有的。对付一些大地形，我们为了提高精度，我们须要在地形表面增加一些分外标识作为赞助点，比如像控点。这有助于打算机更快的更好的分辨和处理这些二维信息。总之便是利用数字相机作为工具，综合利用图像处理技能，数学理论根本从二维图像中提取目标的三维空间信息，终极实现目标的三维重修。这种技能有很大的上风，表示在以下四个方面 ：
（1）事情量大大减少：通过科学的精确的拍摄方法，能够快速的采集数据信息，然后再室内进行数据处理，可以很快的得到目标的三维模型。
（2）对建模职员哀求不是很高：只要大略的熟习拍摄技巧，以及数据处理的技巧，数天之内就可以上手。
（3）不受拍摄物体的形状、状态和尺寸所限定。
（4）不须要昂贵的设备：一样平常情形下只须要普通的数码相机就可以，如果拍摄大地形，大体积建筑物，我们可以利用无人机进行数据采集。这些优点很好的填补了传统建模以及三维激光扫描仪存在的不敷，注定了它将是今后三维建模的一个主要发展方向，其全自动或半自动建模特点和批量处理特点可以适用于多个行业。
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三维实景建模技能的运用
我们结合北盘江大桥工程实例来解释三维实景建模的详细运用。三维实景建模的技能利用紧张分为两部分，一是对被拍摄物体的数据采集。二是后期对数据的处理和编辑。
我们通过无人机航测来采集数据，采集得到的数据是照片及照片的GPS坐标位置，因此对相机的哀求和设置是非常关键的。因此相机在利用中应遵照以下原则：
（1）要利用只管即便高的分辨率的数字相机。
（2）避免利用超宽角度和鱼眼镜头。最好的选择是 50mm 焦距 (35mm 胶片等效) 镜片。
（3）最好利用固定镜头。如果利用变焦镜头,焦距应设置最大或者最小值以使全体拍摄过程更稳定。
（4）利用格式转换器把照片JPG格式无损转换为 TIFF文件，由于JPG噪点太多。
（5）ISO 该当设置在100到400之间，否则高 ISO值会在图像中引起附加噪点。
（6）光圈值即F值设置在5. 6到8之间，使其能够快速的捕获,但同时要担保不能拍成模糊的照片。
（7）快门速率不能太慢,否则可能发生轻微的运动而导致模糊。
（8）只管即便避免利用闪光灯。
（9）后期软件处理要用原图像进行操作，以是不要对原图像进行修剪，旋转和变换。否则可能涌现处理失落败或产生高度不准确的情形，须要把稳的是光度法的修正不会影响重修结果。下面我们再来先容一下在拍摄过程中的哀求。拍摄照片时要提前做好操持，要做好一些几方面的准备：
①拍摄照片的数量：对付照片的数量要抱着甘心多也不能少的原则。
②重合率：地理几何信息模型重修必须使照片具有重 合度，即 60%的纵向重叠率+80%的横向重合率。
③照像机组：三维模型重修将须要至少两个相机站并且有重叠的照片。如果只有一个相机站，那么可能只是得到类似全景图片的数据。本工程通过无人机航测得到180张照片，并且采取了6个像控点。
无人机翱翔航线
下面到了第二部分软件处理这一环节。 这一部分我们利用 photoscan 这款软件，PhotoScan是一款基于影像自动天生高质量三维模型的软件。它基于最新的多视点三维重修技能,可以利用任意图像运作，而且照片可以在任何位置，但至少要在两张照片上可见，通过完备自动化图像对齐的方法来进行三维模型重修。Photoscan 照片处理的终极目标是打造一个纹理的3D模型。照片处理和三维模型的构建过程包括四个紧张阶段。第一个阶段是相机对齐。在这个阶段 photoscan 搜索有关照片和匹配他们的共同点,以及它创造每个画面的摄像机的位置和改进相机标定参数。末了形成一个稀疏的点云和一组相机位置。稀疏的点云代表照片对齐的结果,不能直接用进一步的3d模型程序。然而,在外部程序下可以导出来进一步利用。下一阶段是建筑密集的点云。它是基于估计摄像机的位置和图片本身来建立密集的点云。密集的点可以被编辑和分类，然后可以被导出或者进一步天生3d网格模型。 第三阶段是建立网格，photoscan 基于密集的点云重修三维多边形网格来表示物体表面。其余它有一个方法仅仅基于稀疏点云的点云可以天生快速几何图形。photoscan 有两种算法可以运用于3d网格天生: 高度场-平面类型表面，任意-为任何类型的工具。建立网格后，可能根据一些须要对其进行编辑。通过 PhotoScan 进行一些改动，例如网格的增减、去除分离组件、关闭孔洞，丈量体积面积等。对付更繁芜的编辑，得利用外部的3D 编辑器。PhotoScan可以导出网格，通过另一个软件来编辑然后再将其导回。末了一个阶段是建立纹理。它有一样平常的通用纹理和正射影像。下面我们结合北盘江大桥工程详细进行操作：
（1）设置首选项。此选项在菜单栏工具选项的偏好设置中，可以通过设置首选项选择软件措辞，模式改为浮雕，视差改为 1.0。在 OPenCL 栏里，勾选 OPenCL 设备，选择 3/4 的CPU 内核。在高等栏里项目压缩级别:6，勾选保持深度舆图，在程序启动时检讨更新，启用 VBO 支持。
（2）添加照片及坐标。 添加照片：这个步骤须要我们选择须要添加的照片，我们选择北盘江的180张照片，然后选择打开，添加到 photoscan 中。 添加坐标：我们首先须要从无人机黑匣子中读取这次翱翔的数据，即这 180 张照片对应的坐标，高程，然后将其整理编辑导入 photoscan 中去。
（3）添加像控点及其坐标。在 photoscan 中，将六个像控点的位置在各自的图片及干系图片上找到，并确定。
（4）对齐照片。在菜单栏中事情流程选择对齐照片，在弹出的对话框等分别选择中精度，禁用，然后确定， photoscan 司帐算相机位置和稀疏的点云数据的对齐办法。（添加标记点及位置坐标，提高精确度）。
（5）建立密集点云。在菜单栏中选择事情流程—建立密集点云，会弹出生成密集点云对话框，然后质量选择中，深度过滤选择进取。
（6）天生网格。在菜单栏中选择事情流程—建立网格，会弹出生成网格对话框，然后表面类型选择任意，源数据选择密集点云，面数选择中，差值选择启用的默认。
（7）天生纹理。在菜单栏中选择事情流程—天生纹理，会弹出生成纹理对话框，然后映射模式选择通用，稠浊模式选择马赛克。如下图 。
纹理图像
（8）编辑。将 photoscan 处理出来的模型经由外部编辑器编辑处理得到如下模型。
模型影像
到此为止，三维重修过程基本结束，经由和实际物体对照，模型紧张构造偏差为毫米级。从全体过程来看，人工参与度已经大大减少，韶光也大大缩短，当然，对付全体模型来说仍有许多细部构造须要调度，有些拍摄不到的地方也难以处理，这就须要手工拍摄和无人机拍摄相结合的办法来办理这个问题。