Varjo对日本墓园进行摄影测量扫描,在VR中展示其数字孪生

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Yingwei.com作者广州客人

摄影测量是使用真实世界物体或空间的多张照片创建数字资产的过程。摄影测量不仅赢得了游戏世界的青睐,也引起了工业市场的关注。

例如,摄影测量生成的点云已成为建筑,工程和施工(AEC)工作流程中不可或缺的一部分。在汽车,运输和制造业中,通过摄影测量捕捉物理原型并将其与数字CAD模型进行比较,可确保视觉和现实相匹配。

为了更好地模拟真实世界并展示专业用途摄影测量的潜力,Varjo团队最近对日本最大的墓地进行了摄影测量扫描,并在VR中展示了其数字双胞胎。以下图像网络组织了Varjo团队的共享:

制作高野町 - Konoyama凌源场景

使用上面显示的Varjo VR-1,我们可以通过人眼分辨率探索VR中建筑物,建筑工地或其他空间的最佳细节。 20/20分辨率扩展了摄影测量VR的工业用例。

为了说明VR摄影测量在动态人眼分辨率方面的潜力,我们制作了高邮山大凌源的动态演示。在本文中,我们将解释我们如何完成此项目。

1.选择照片测量位置

件控制非常具有挑战性。但对于Varjo,我们喜欢挑战。

该项目的主要挑战是:

体育:高雄花园非常大而古老。令人惊讶的是,每天都有大量游客前来参观,三脚架上的摄像头非常吸引人。但是在拍摄摄影测量时,你拍摄的场景应该完全静止,没有任何移动。如果你想要捕获大面积的内容,这可能会导致问题,因为如果对象本身不移动,也许是光源,太阳将会移动。如果拍摄需要数小时,阴影可能会发生很大变化。天气:当你在户外捕捉时,天气应选择阴天。当然,在捕获期间或捕获之前不会下雨。湿表面的外观与干燥表面不同,并且在整个拍摄过程中场景应该看起来相同。地面:墓地的地面非常难以捕捉,因为它充满了树枝,它们在移动时会移动。

拍摄摄影测量场景时,一般规则是每张照片应与相邻照片重叠至少30%或更多。主要目标是从尽可能多的角度拍摄目标照片并保持图像重叠。

对于在Koyayama Great Garden捕获的区域,扫描方法类似于扫描房间时的扫描方法。在这个场景中,我们拍摄了大约2,500张照片。

2.使用Unity构建动态3D场景

摄影测量可提供逼真的沉浸感,但静态照明通常可减少使用情况。我们希望使用动态照明来模拟真实环境。 Unity为构建和呈现高度详细的场景提供了一个极好的平台,这使得工作流的自动化变得更加容易。

我们还使用De-Lighting工具和Unity资源商店来帮助我们在需要时填补空白,例如《Book of The Dead》中的一些树木和石头。

拍摄时,我们需要不断传输文件,以便节省3D构建时间。首先,我们使用名为Reality Capture的软件来创建照片的3D场景。

3.网格处理和UV

我们使用单个1000万个多边形网格和一组98×8K纹理从Reality Capture导出3D场景。

在Houdini中,Voronoi Fracture将网格划分为更小,更易于管理的部分。然后我们使用共享UV生成不同的LOD。这样做是为了避免LOD之间的纹理弹出。

这样,纹理对于Unity来说足够小,我们可以启用Umbra遮挡剔除。当夹子很小时,也更容易产生UV。

创建着色器以烘焙不同的纹理。 Unity的De-Lighting工具至少需要反照率,环境光遮挡,法线,弯曲法线和位置图。大多数帧缓冲区可以直接烘焙,但曲线法线不那么明显。幸运的是,弯曲法线是未遮挡遮挡光的方向,并且可以使用称为遮挡()的简单VEX函数来输出弯曲法线。

4.去光照

我们创建了一个Python脚本来自动化纹理。

如果扫描的颜色变化太多,则De-Lighting无法估计环境检测。因此,我们决定使用混合方法,在自动De-Lighting和传统的基于图像的光照阴影去除之间进行融合。

我们创建了一个Unity Asset后处理脚本来导入已处理的模型。它负责材质创建和纹理分配。总共128个4K纹理被处理,烘焙和去釉。

De-Lighting之前和之后的比较

5. Varjo VR-1和Unity:易于集成

导入场景后,只需将VarjoUser预制件拖动到场景中即可。只需片刻,VR-1就可以看到现场,我们可以根据需要开始调整。

Unity Asset Enviro用于昼夜循环,而实时全局照明则融入到场景中。生成的网格UV用于全局照明,以避免长预处理时间。

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