什么是攝影測量?

攝影測量（Photogrammetry）是通過捕捉并拼接圖像信息來創建物理世界的數字模型的過程。

通過如今的“街景”功能，人們可以在決定去一家餐廳之前先使用現代化地圖工具進行“偵察”，通過查看該地區的地標來實現更加準確的導航或模擬路途上的體驗。

用于創建此類 3D 視圖的技術叫作攝影測量，其通過捕捉并拼接圖像信息以創建物理世界的數字模型。

該技術就像是拼圖一般，需要先收集碎片，再把它們拼成一個更大的畫面。攝影測量中的“拼圖碎片”就是圖像。捕捉和收集的圖像越多，3D 模型就越真實、詳細。

攝影測量的工作原理

攝影測量技術還被用于建筑、考古等行業。

通過盡可能多地捕捉一個地區或環境的照片，攝影測量團隊可以建立一個地點的數字模型以供查看和分析。

與使用結構激光測量場景中各位置點的 3D 掃描不同，攝影測量使用實際圖像來捕捉物體并將其轉化成 3D 模型。這意味著攝影測量法的效果取決于數據集的質量。因此，能夠覆蓋地點、紀念碑或文物每個部分的正確拍攝方式也十分重要。

攝影測量法的分類

如今，在拼接場景的過程中，人們會從不同角度為同一對象拍攝多張照片，然后使用專用應用來處理這些照片，合并和提取其中重疊的數據，最終創建出 3D 模型。

圖片來源：3ds-scan.de

攝影測量法分為兩種：航空攝影測量和地面攝影測量。

航空攝影測量將相機置于空中，從高處拍攝照片。該方法通常用于較大或難以進入的區域。航空攝影測量是林業和自然資源管理方面使用最廣泛的地理數據庫創建方法之一。

地面攝影測量/近景攝影測量更側重于對測量對象的聚焦，并且通常依賴于手持相機或固定在三腳架上的相機所拍攝的圖像。這種方法能夠快速采集現場數據，并捕捉到更加細節化的圖像。

利用 GPU 加速攝影測量流程

為了獲得最準確的攝影測量結果，攝影測量團隊需要使用大量高保真數據集。照片越多，準確性和精度就越高。但團隊可能需要更長時間和更多算力來處理大型數據集。

GPU 技術的最新進展幫助解決了這個問題。用戶可以使用 NVIDIA RTX顯卡等先進的 GPU 加快處理速度、保持更高保真度的模型，與此同時輸入更大的數據集。

例如，建筑團隊經常使用攝影測量技術顯示施工現場的進展。一些公司通過拍攝施工現場來創建虛擬漫游，但如果系統性能不足，就會導致視覺體驗不流暢，影響與客戶或項目團隊的工作會議。

憑借 RTX 專業 GPU 的大顯存，建筑師、工程師和設計師可以輕松管理海量數據集，從而更快創建并處理攝影測量模型。

考古學家 Daria Dabal 使用 NVIDIA RTX 拓展自己的攝影測量技能，創建并渲染出高質量的文物和遺址模型。

攝影測量法利用 GPU 的強大性能協助照片的矢量化，加快成千上萬張圖片的拼接速度。依靠 RTX 專業 GPU 的實時渲染和 AI 能力，團隊可以加速 3D 工作流、創建逼真的渲染并實時更新 3D 模型。

攝影測量的過去和未來

攝影測量的概念可追溯到 15 世紀末，比攝影術的發明早了近四個世紀。攝影測量的基礎是達·芬奇創立的透視和射影幾何原理。

幾何透視是一種通過創建展示縱深的點，在 2D 平面描繪 3D 物體的方法。在這一基礎上，幾何、陰影、照明等方面共同組成了逼真的渲染圖。

攝影測量的進步現在可以將用戶的 3D 可視化臨場感帶到新高度。這項技術還為其他開創性工具鋪平了道路，例如現實捕捉技術，該技術能夠采集關于現實狀況的數據，進而為用戶提供可靠、準確的物理對象和環境信息。

NVIDIA Research 還在開發能夠使用少量圖像來快速生成 3D 場景的 AI 技術。

例如，Instant NeRF 和 Neuralangelo 能夠使用神經網絡從幾十張靜態照片或 2D 視頻片段中渲染出完整的 3D 場景。Instant NeRF 可成為一個有力工具，通過線上圖書館、博物館、虛擬現實（VR）體驗和遺產保護項目幫助保存和共享文物。許多藝術家已在使用 Instant NeRF 從不同角度創建美麗的場景。

進一步了解攝影測量

隨著攝影測量技術的進步，物體、地點甚至工業數字孿生都可以被實時、立體地呈現，以便共享和保存。攝影測量正在被越來越多的行業所采用并且變得越來越容易接入。

博物館可以讓參觀者見到無法實地展示的物品或遺址；顧客可以通過增強現實（AR）體驗，在購買產品前了解產品如何與空間搭配；體育愛好者可以選擇視野最佳的座位。

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