九龍壁的3D模型從手機照片中自動誕生

——文物3D建模案例

碰海科技(北京)有限公司

      九龍壁是我國古代琉璃照壁的代表作。全國現存三處九龍壁:故宮九龍壁(建于清代)、北海公園九龍壁(建于清代)和山西大同九龍壁(建于明代)。其中位于北海公園内的九龍壁是唯一的一座雙面龍壁,并且浮雕的立體感更強。我們研發的照片自動建模技術可以從文物的照片中自動生成3D模型,很适合對九龍壁這樣的浮雕類文物照片作3D建模,讓平面的照片也自動變成3D的“浮雕”。

      作為文物精細3D建模服務的一部分,近日我們對北海九龍壁進行照片自動建模測試,選用普通的手機拍攝照片。目前的智能手機上的攝像頭分辨率都比較高,對于九龍壁這種可以在相對較近的距離進行拍照的文物,用常見的智能手機(如蘋果、三星、華為、小米等)來拍照就已經夠用了,如圖1所示。

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圖1  用手機對九龍壁進行拍照

      拍照之後的照片就可以導入PC機上我們所開發的系統軟件裡進行運算。整個運算過程都是自動進行的。

      運算得到的3D模型如圖2所示,該圖是貼了紋理的3D模型,達到了照片級的渲染效果。圖3是三角網格圖;原始的三角網格的分辨率是非常高的,直接顯示的話會由于網格太密而看不出來三角面片,圖3中的網格是經過10倍以上抽稀後的顯示結果,可以看到其三角網格仍然很稠密。

      北海九龍壁高6.65米,長25.86米,對于這樣的大尺寸文物,可以分段拍攝以建立局部的3D模型(如圖2),這樣可以有多人同時拍照,并對各段同時作建模運算,以加快整體進度。最後可以把各段3D模型自動拼接在一起。

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圖2  自動生成的九龍壁3D模型(局部) 

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圖3  在圖2中九龍壁3D模型的三角網格