中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院院長張立，曾公開表示：“虛擬現(xiàn)實的產(chǎn)業(yè)基礎能力，事關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量、發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展的可持續(xù)性。數(shù)字空間重建技術(shù)，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一步，也是最重要的一步。”
作為數(shù)字空間綜合解決方案引領(lǐng)者，如視一直對空間三維重建技術(shù)的基礎研究與行業(yè)落地進行著積極探索。當前，針對數(shù)千平米以內(nèi)的中小空間，行業(yè)內(nèi)已具備了較為成熟的技術(shù)解決手段，但在面向文博、會展、工業(yè)等動輒數(shù)萬平的超大場景，其三維重建仍面臨較大的挑戰(zhàn)。如此巨大的空間，不僅意味著巨大的數(shù)據(jù)處理規(guī)模、更為復雜的環(huán)境影響、大幅攀升的誤差累積等，其難度較中小空間指數(shù)級攀升;同時，也要考量如何平衡投入成本和三維重建的效率、效果，以確保在行業(yè)側(cè)順利落地、普及。
創(chuàng)新超大空間三維重建解決辦法，為行業(yè)應用構(gòu)建“數(shù)據(jù)底座”
1)多傳感器融合，一次拍攝即可獲取高質(zhì)量數(shù)據(jù)
如視伽羅華激光VR掃描儀
在超大空間三維重建中，單一傳感器往往難以滿足所有需求。例如，單目相機無法直接獲取深度信息，而激光掃描儀可能無法捕捉到細節(jié)紋理。而如視自研的“軟硬一體”的激光VR掃描儀伽羅華，則很好的解決這一問題，為超大空間三維重建的數(shù)據(jù)準確性與采集穩(wěn)定性，提供了堅實保障。
伽羅華激光VR掃描儀實現(xiàn)了毫米級誤差的高效采集。產(chǎn)品采用940nmClass1LiDAR激光雷達，精準獲取空間深度信息，不僅無懼環(huán)境光線、陰影等干擾，更可實現(xiàn)高達50米的超大量程半徑，帶來極高的采集效率。
同時，伽羅華配備了先進的鏡片鍍膜工藝和遠超同業(yè)的大尺寸CMOS圖像傳感器，大幅提升進光量和動態(tài)范圍，即使在逆光、暗光等場景下，仍能拍出理想的畫面，并有效降低紫邊、炫光等常見成像問題，采集像素更高達1.34億像素。
2)自研算法，確保數(shù)據(jù)處理的高效、穩(wěn)定
如視三維空間模型
a、全局位姿自動優(yōu)化，確保三維重建整體精度
在三維重建過程中，確保相機位姿(位置和方向)的準確性和模型一致性，往往是大模型拼接、生成成功的關(guān)鍵。如視利用自研算法，不僅基于采集的點云、圖像等數(shù)據(jù)快速構(gòu)建全局位姿，更通過考慮整個場景中多源數(shù)據(jù)的約束關(guān)系，從而減少累積誤差，最大程度精準恢復拍攝VR時的真實位姿。
b、分布式建模，降低計算資源和時間
超大空間的三維重建，往往意味著海量的數(shù)據(jù)處理，不僅包括海量的三維點云、圖像信息等原始數(shù)據(jù)，更在細節(jié)紋理的恢復、模型重建的過程中，衍生出更為龐雜的數(shù)據(jù)。通常情況下，每100平米的空間采集處理，即需占用10G左右的內(nèi)存，而超大空間由于其數(shù)據(jù)的復雜性，所需內(nèi)存更是指數(shù)級攀升，并對CPU和GPU的運算能力均帶來極高要求。如視采用了“化整為零”的方法，在數(shù)據(jù)處理過程中，通過分布式建模對海量數(shù)據(jù)進行并行化處理，無縫拼接，生成視覺統(tǒng)一的大模型。通過將三維重建，劃分為多個子任務，并在不同節(jié)點同時進行計算，不僅顯著提升整體的處理速度，更高效利用內(nèi)存資源，降低單個節(jié)點的內(nèi)存壓力。
c、可視化應用，降低行業(yè)準入門檻
超大空間的三維模型，往往由于巨大的內(nèi)存占用量，導致無法實現(xiàn)行業(yè)落地使用。為了大幅提升用戶體驗的流暢度，如視通過自研算法把整體大模型處理為LOD模型，即可基于當前視圖、硬件性能和應用需求，自動調(diào)整場景中物體的渲染復雜度。當物體距離用戶較遠，或占據(jù)較小的屏幕空間時，以較低的詳細程度展示，降低渲染和內(nèi)存負擔;當物體靠近用戶，或占據(jù)較大屏幕空間時，以較高的詳細程度展示，以確保視覺效果的同時，有效降低渲染負載，提升渲染性能，即便在手機、VR眼鏡等移動終端，均可確保流暢使用。
疊加多元應用，以VR打破虛擬與現(xiàn)實的邊界
如視的超大空間三維重建能力，現(xiàn)已在文博會展、工業(yè)設施等多個領(lǐng)域生根發(fā)芽。以如視攜手智慧閱讀服務商“博看”打造的“智慧數(shù)字孿生系統(tǒng)”為例，輕點手機，即可步入各大數(shù)字博物館、數(shù)字圖書館。
哈工大VR圖書館
哈爾濱工業(yè)大學圖書館，作為一座擁有豐富圖書資源的藏館，一區(qū)總面積高達2.3萬平米。如視憑借領(lǐng)先的超大空間三維重建技術(shù)，采集超過1500余個點位，對圖書館整體進行了1:1復刻，一舉打破國內(nèi)通常500點位的采集上限。
借助VR，用戶不僅可以在手機上隨時訪問，縱覽整個圖書館全貌，更可享受到豐富的VR疊加功能：通過自動導覽功能，可跟隨VR快速了解展館全貌及不同區(qū)域信息;數(shù)字虛擬人功能則可將講解員無痕融入VR，大幅提升用戶的VR交互體驗;3D閱讀功能則讓用戶在VR內(nèi)直接閱讀各種館藏典籍。在超大空間三維重建的基礎上，結(jié)合不同企業(yè)需求，VR還可疊加動態(tài)環(huán)視、智能立體標簽、同屏連線、VR路線引導等多重創(chuàng)新應用，為用戶營造現(xiàn)代化、數(shù)字化的空間觀覽體驗。此外，憑借高精度的空間數(shù)據(jù)，如視打造的VR支持場景內(nèi)任意兩點間測距，其精度誤差可低至20mm，為企業(yè)優(yōu)化空間布局、調(diào)整設施位置、設定展品安全距離等提供更為便捷、準確的數(shù)據(jù)支撐。
博看相關(guān)負責人表示：“文化產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是必然趨勢，如視的超大空間三維重建解決方案，為我們在大空間文化場館的數(shù)字化轉(zhuǎn)型業(yè)務開展上提供了更多可選擇、可發(fā)揮的空間。”
目前，如視與博看已在超大空間三維重建領(lǐng)域達成全面合作，在全國范圍內(nèi)推廣數(shù)字博物館、數(shù)字圖書館、數(shù)字展覽館等文化主題項目。截至目前，雙方已完成超過100個超大空間圖書館和展覽館的三維重建和數(shù)字化應用開發(fā)，包括四川省圖書館、云南省圖書館、哈爾濱工業(yè)大學圖書館、福州大學圖書館、太原市文化館等。
不止于數(shù)字圖書館，在迪拜世博會“云上中國館”、北京科技冬奧等數(shù)字化項目中，均可看到如視的身影。憑借在三維重建領(lǐng)域的持續(xù)深耕，如視現(xiàn)已為商業(yè)零售、工業(yè)設施、文博會展、公共事務、家居家裝等多個行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了助力，持續(xù)釋放傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化應用的潛能。
未來，如視將不斷開放自身技術(shù)儲備，持續(xù)發(fā)揮在空間三維重建領(lǐng)域的落地優(yōu)勢，攜手更多的行業(yè)合作伙伴構(gòu)建產(chǎn)業(yè)數(shù)字生態(tài)，實現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)在數(shù)字資產(chǎn)管理、線上營銷、產(chǎn)效優(yōu)化等領(lǐng)域的快速發(fā)展，釋放更大的商業(yè)價值。
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