隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)和空間信息技術(shù)的不斷發(fā)展，三維場(chǎng)景重建是獲取空間信息的重要途徑。三維場(chǎng)景重建所涉及的領(lǐng)域有計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)融合、圖像處理等多個(gè)學(xué)科，且多學(xué)科之間相互交叉。目前，三維場(chǎng)景重建技術(shù)在眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，包括地理建筑、電子地圖、影視制作、游戲開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。例如，利用三維重建技術(shù)可在3D電影、游戲中塑造很多奇幻逼真的畫(huà)面，這些場(chǎng)景可使觀眾獲得身臨其境的視覺(jué)感受。另外，隨著近幾年“數(shù)字城市”的興起，在打造三維智慧城市模型時(shí)，城市建筑物的重建也需要三維場(chǎng)景重建技術(shù)的支撐。

三維重建是指對(duì)三維物體建立適合計(jì)算機(jī)表示和處理的數(shù)學(xué)模型，是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下對(duì)三維物體進(jìn)行處理、操作和分析的基礎(chǔ),也是在計(jì)算機(jī)中表達(dá)客觀世界的虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)。

據(jù)了解，WIMI微美全息(NASDAQ:WIMI)開(kāi)發(fā)了基于圖像、點(diǎn)云融合的三維重建算法系統(tǒng)。從多幅圖像中提取點(diǎn)云信息與已獲得的點(diǎn)云信息進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)融合?；邳c(diǎn)云信息和圖像信息融合來(lái)進(jìn)行三維模型重建，能夠發(fā)揮兩種信息的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，提供準(zhǔn)確豐富的真實(shí)感模型信息。

WIMI微美全息基于圖像、點(diǎn)云融合的三維重建算法系統(tǒng)主要包括三部分：

(1)數(shù)據(jù)獲取程序，獲取目標(biāo)模型多視點(diǎn)云和圖像信息;

(2)信息提取程序，對(duì)于序列圖像能夠?qū)崿F(xiàn)特征提取和匹配、相機(jī)矩陣計(jì)算、稠密重建等功能;

(3)點(diǎn)云處理程序，進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)和異源點(diǎn)云融合。根據(jù)載入視點(diǎn)信息預(yù)計(jì)算理論轉(zhuǎn)移矩陣。利用從圖像中提取的運(yùn)動(dòng)信息輔助點(diǎn)云進(jìn)行配準(zhǔn)，然后進(jìn)行異源點(diǎn)云的融合。

對(duì)于點(diǎn)云配準(zhǔn)的目的是將同一個(gè)環(huán)境下在不同方位獲取到的同一目標(biāo)的兩片點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)匹配，從而獲得完整的環(huán)境模型信息。在配準(zhǔn)流程中，通過(guò)對(duì)環(huán)境目標(biāo)進(jìn)行多視點(diǎn)點(diǎn)云、圖像同步采集，獲取初始信息。

獲得初始信息后，從圖像序列計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)信息，經(jīng)過(guò)稠密重建，獲得環(huán)境3D點(diǎn)云，同時(shí)在此過(guò)程中完成尺度因子的標(biāo)定。然后在融合點(diǎn)云后得到最終的環(huán)境點(diǎn)云模型，經(jīng)表面重建后得到三維場(chǎng)景模型。

其中，在信息提取階段，主要涉及特征提取、匹配獲得特征點(diǎn)以及相機(jī)外參標(biāo)定等技術(shù)，一方面相機(jī)的外參數(shù)標(biāo)定主要利用提取的特征點(diǎn)對(duì)信息進(jìn)行數(shù)學(xué)解算得到，另一方面特征點(diǎn)對(duì)的數(shù)量及精度是后續(xù)重建過(guò)程的基礎(chǔ)。采集或者融合得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，需要采用適當(dāng)?shù)乃惴▽?duì)采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)處理后的點(diǎn)云進(jìn)行表面重建。而稠密重建是在稀疏點(diǎn)云的基礎(chǔ)上進(jìn)行稠密匹配，進(jìn)一步利用圖像信息，獲得豐富點(diǎn)云。

三維場(chǎng)景重建技術(shù)發(fā)展至今已成為重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)，從重建單一物體到多個(gè)物體，從小型目標(biāo)到大型目標(biāo)甚至室外場(chǎng)景，其對(duì)于三維目標(biāo)場(chǎng)景的顏色信息與空間距離信息的獲取與融合已經(jīng)達(dá)到非常高的準(zhǔn)確度，其在建筑工程、智能機(jī)器人、娛樂(lè)游戲等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。WIMI也將不斷拓展其基于圖像、點(diǎn)云融合的三維重建算法系統(tǒng)的運(yùn)用領(lǐng)域，構(gòu)建真實(shí)場(chǎng)景與虛擬空間的橋梁，助力塑造真實(shí)的數(shù)字世界。