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利用摄影测量技术打造沉浸式VR体验

发布日期:2020-10-16 16:42:46
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济州岛以它美丽的海滩、森林、山峰闻名遐迩。现在,游客也能通过虚拟现实的方式游览济州岛。

 

戴上头戴式显示器,像鸟儿一样从高空俯瞰著名的汉拿山;或是用增强现实APP扫描城山日出峰3D打印模型,探索更多景点信息。在这些VR以及AR体验背后,正是由无人机摄影测量软件Pix4Dmapper软件生成的实景三维模型。

 

△ 在虚拟现实中探索济州岛

  

 

项目地点
韩国 济州岛
硬件
大疆精灵4 Pro
软件
Pix4Dmapper
地面分辨率
3.5-8厘米
输出成果
济州岛世界遗产VR飞行模拟器
AR(增强现实)体验
3D打印微型景观模型
 

 

360°全景视频 vs 虚拟现实

 

把这个全新的游览方式带给我们的是韩国Drone Orange公司(也称DO2)。其实这不是第一次DO2以创新的方式展示济州岛——在2016年,DO2团队开发了一款使用360度全景视频的飞行模拟器。
 
尽管该项目在当时很成功,但DO2的CEO Moses Jung表示,与虚拟现实相比,360度全景视频有以下缺点:
 
  • 视频质量较低
  • 3D深度有时看起来太“浅”,不逼真
  • 用户需要遵循固定的飞行路线,沉浸感较小
 
在进行了一系列尝试和比较之后,研究小组选择在Pix4D中进行无人机影像3D重建,用来替代之前的360度全景视频。
 

△ 济州岛上的城山日出峰

 

 

 

创造济州岛数字孪生

使用无人机在济州岛进行拍摄是一项不小的挑战。首先,济州岛大部分地区被联合国教科文组织列为世界遗产,所以无人机飞行必须得到当地政府和济州岛世界文化遗产中心的双重许可。为了尽量避免打搅游客,工作组单次的飞行时间被控制在1-2小时之间,并且当局会密切注意无人机的各种活动,以确保不对环境造成任何破坏。
 
天气也是飞行拍摄的一大限制因素,工作人员告诉我们:“汉拿山是韩国最高的山峰,高海拔使得山顶天气变化无常。上山需要6个小时,且无法保证登顶后天气如何。“
 
“还好当我们爬上山后,天气还不错,我们抓紧时间按照计划进行了1个多小时的拍摄后,较为顺利地完成了任务。”

 

△ 左上:无人机飞行路线;左下:景点照片;左下:景点3D模型

 

另外在济州岛最东端的城山日出峰,飞行时总是会遇到指南针异常。工作人员判断这是由于该区域存在特殊岩石所导致的。这种现象的存在,使得大部分时候,无人机不能跟随设计好的航线进行自动飞行,而是需要工作人员进行更为高难度的手动飞行。

 

△ 左:城山日出峰3D模型;右城山日出峰3D打印模型

 

多技术融合

 

摄影测量成果与其他多种技术结合后,才能生成最后的沉浸式VR体验。

 

△ 摄影测量与VR之间的转换

 

DO2的CEO Jung向我们介绍说:“这个项目的与众不同的地方,就在于多项技术的融合。我们首先进行了无人机数据采集,然后在Pix4D中生成地图,3D点云和模型,然后对3D模型进行修饰并分别使用了3D Max / Z-Brush,UNITY游戏引擎,VR程序,最后是运动模拟器和微型模型的3D打印。”
 
对于单个景点,无人机数据采集约花费2小时,Pix4D数据处理约花费2天,整个项目历时7个月完成。
 
“如果我们不使用Pix4D的摄影测量技术,而选择从头开始创建3D模型和,则这个项目将花费更长时间。” DO2 CEO Moses Jung表示。
 
“我们认为这个开拓性的项目是韩国乃至世界首创。通过这个项目,我们证明了无人机测绘技术可以应用于许多其他商业和技术领域。”

 

全新的沉浸式游览体验

 

 

△ 游客正在体验济州岛VR探索

 

如今游客可以在PlayboxVR(济州岛VR游戏娱乐中心)体验到这个项目的最终成果:比如通过各种VR游戏,探索著名的汉拿山、城山日出峰等景点,坐在虚拟高空过山车上俯瞰全岛;或是购买逼真的3D打印景观模型,这些不是单纯的3D模型,而是可以通过AR(增强现实)程序与其进行互动的模型。

 

△ 3D打印模型,以及其AR(增强现实)扩展

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