CN115661364A - 一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，包括以下步骤：S10、获取建筑群图像中的建筑物全景摄影轮廓线，由一个或多个计算设备接收要与古建筑构件全景摄影图像的所选部分相关联的内容；S20、将所述全景摄影图像分解为多帧古建筑群图片，投影获得数字化初始模型；S30、将所述多帧古建筑群图片进行叠加，并在所述多帧古建筑群图片之间建立视频流通道，对于道路和建筑物分开建模，又对于建筑物进行分区域，分墙体归类，最终归纳为重复的墙体单元格，大大利用了模型的复用性，提高了建模效率，同时使用改进后的纹理修复技术，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征，解决数据质量不佳和局部拉花问题。

Description

一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法

技术领域

本发明涉及建筑群仿真技术领域，特别涉及用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法。

背景技术

近年来，获取古建筑模型三维数据的方法是通过三维扫描仪对古建筑进行非接触式扫描古建筑表面，获取的三维点云数据。但是这种方法采集数据量非常大，存在着大量的冗余数据，增加了后续建模等工作的难度，需要较多的人力投入，同时由于受到三维扫描仪仪器的架设高度的限制，无法扫描到较高位置古建筑构件，而且三维扫描仪仪器架设也比较困难，扫描的速度慢而且效率低，将三维激光扫描技术与无人机低空倾斜摄影测量采集的点云数据进行融合，可以应用于考古、古建筑建模、变形监测等领域；在仿真时仅仅利用建筑的底框线、层高数据、楼顶结构以及楼顶结构的材质数据进行建筑的仿真，只能仿真得到一些建筑结构简单、模型逼真度较低的城中村建筑，难以应用在大规模三维地图等各种具有各种大型复杂建筑物的仿真建模应用场景中，为此，提出用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：根据本公开的第一方面：一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，包括以下步骤：

S10、获取建筑群图像中的建筑物全景摄影轮廓线，由一个或多个计算设备接收要与古建筑构件全景摄影图像的所选部分相关联的内容；

S20、将所述全景摄影图像分解为多帧古建筑群图片，投影获得数字化初始模型；

S30、将所述多帧古建筑群图片进行叠加，并在所述多帧古建筑群图片之间建立视频流通道；

S40、通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化仿真模型重建。

进一步优选的：还包括由所述一个或多个计算设备生成用于在古建筑群上显示的注释，所述注释包括所需的地理、交通、建筑、人文、景观、生态等多方面的注释信息。

进一步优选的：在步骤S20中，进一步的还包括：

S201、识别图像特征；

S202、匹配识别特征；

S203、在三维空间中计算特征点；

S204、基于计算的特征点估算立面和平面；

S205、估算古建筑群平面。

进一步优选的：使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补。

进一步优选的：所述三维模型包括一个或多个古建筑群平面和一个或多个立面平面。

进一步优选的：所述建模软件为AutodeskRecap360。

进一步优选的：所述建模模块将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。

进一步优选的：还包括，根据数字化仿真模型对古建筑构件原料进行实物雕刻，可以得仿真复原实体。

根据本公开的第二方面：一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储程序的存储器，

其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行所述的方法。

根据本公开的第三方面：一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行所述的方法。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

本发明结合建筑群中建筑和道路的分布特点，对于道路和建筑物分开建模，又对于建筑物进行分区域，分墙体归类，最终归纳为重复的墙体单元格，大大利用了模型的复用性，提高了建模效率，同时使用改进后的纹理修复技术，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征，解决数据质量不佳和局部拉花问题。融合数据所建三维模型完整性好、真实性强、具有可量测性，比例不失真，可获得较好的可视化效果和工程实用性。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的能够用于实现本公开的实施例的示例性电子设备的结构框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1-2所示，本发明实施例提供了根据本公开的第一方面：一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，包括以下步骤：

S10、获取建筑群图像中的建筑物全景摄影轮廓线，由一个或多个计算设备接收要与古建筑构件全景摄影图像的所选部分相关联的内容；

S20、将所述全景摄影图像分解为多帧古建筑群图片，投影获得数字化初始模型；

S30、将所述多帧古建筑群图片进行叠加，并在所述多帧古建筑群图片之间建立视频流通道；

S40、通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化仿真模型重建。

本实施例中，具体的：还包括由所述一个或多个计算设备生成用于在古建筑群上显示的注释，所述注释包括所需的地理、交通、建筑、人文、景观、生态等多方面的注释信息。

本实施例中，具体的：在步骤S20中，进一步的还包括：

S201、识别图像特征；

S202、匹配识别特征；

S203、在三维空间中计算特征点；

S204、基于计算的特征点估算立面和平面；

S205、估算古建筑群平面。

本实施例中，具体的：使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补。

本实施例中，具体的：所述三维模型包括一个或多个古建筑群平面和一个或多个立面平面。

本实施例中，具体的：所述建模软件为AutodeskRecap360，将多张文物古建筑的多角度照片通过AutodeskRecap360三维建模软件进行三维拼合处理，获得数字化初始模型，所述成像设备通过采用CntextCapture Center软件进行处理发送到计算机系统。

本实施例中，具体的：所述建模模块将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件，通过三维模型建立采用融合后的多点云按Delaunay空间三角剖分算法重建的方式。

本实施例中，具体的：还包括，根据数字化仿真模型对古建筑构件原料进行实物雕刻，可以得仿真复原实体。

根据本公开的第二方面：一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储程序的存储器，

其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行所述的方法，现将描述可以作为本公开的服务器或客户端的电子设备700的结构框图，其是可以应用于本公开的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

根据本公开的第三方面：一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行所述的方法，电子设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和深度数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

电子设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706、输出单元707、存储单元708以及通信单元709。输入单元706可以是能向电子设备700输入信息的任何类型的设备，输入单元706可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元707可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元704可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元709允许电子设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/深度数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙TM设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。

综上所述，本发明结合建筑群中建筑和道路的分布特点，对于道路和建筑物分开建模，又对于建筑物进行分区域，分墙体归类，最终归纳为重复的墙体单元格，大大利用了模型的复用性，提高了建模效率，同时使用改进后的纹理修复技术，且本发明能使仿真复原成品表现出纹理特征，解决数据质量不佳和局部拉花问题。融合数据所建三维模型完整性好、真实性强、具有可量测性，比例不失真，可获得较好的可视化效果和工程实用性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、获取建筑群图像中的建筑物全景摄影轮廓线，由一个或多个计算设备接收要与古建筑构件全景摄影图像的所选部分相关联的内容；

S20、将所述全景摄影图像分解为多帧古建筑群图片，投影获得数字化初始模型；

S30、将所述多帧古建筑群图片进行叠加，并在所述多帧古建筑群图片之间建立视频流通道；

S40、通过三维模型制作软件对数字化初始模型中对应古建筑构件的残缺部分进行修补，得数字化仿真模型重建。

2.根据权利要求1所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：还包括由所述一个或多个计算设备生成用于在古建筑群上显示的注释，所述注释包括所需的地理、交通、建筑、人文、景观、生态等多方面的注释信息。

3.根据权利要求1所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：在步骤S20中，进一步的还包括：

S201、识别图像特征；

S202、匹配识别特征；

S203、在三维空间中计算特征点；

S204、基于计算的特征点估算立面和平面；

S205、估算古建筑群平面。

4.根据权利要求1所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：使用三维模型制作软件去除数字化初始模型的冗余数据，根据古建筑构件模数、建造规范、结构特征和外观纹理特征进行修补。

5.根据权利要求1所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：所述三维模型包括一个或多个古建筑群平面和一个或多个立面平面。

6.根据权利要求1所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：所述建模软件为AutodeskRecap360。

7.根据权利要求6所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：所述建模模块将多张古建筑构件的多角度照片导入AutodeskRecap360进行拼合处理，通过拓扑关系连接后导出数字化初始模型，数字化初始模型存储为3D模型文件格式OBJ文件和材质库信息储存MTJ文件。

8.根据权利要求1所述的一种用于文物古建筑群修复的三维仿真模型重建方法，其特征在于：还包括，根据数字化仿真模型对古建筑构件原料进行实物雕刻，可以得仿真复原实体。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储程序的存储器，

其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

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