中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院院長(zhǎng)張立，曾公開表示：“虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)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(duì)空間三維重建技術(shù)的基礎(chǔ)研究與行業(yè)落地進(jìn)行著積極探索。當(dāng)前，針對(duì)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(huì)展、工業(yè)等動(dòng)輒數(shù)萬平的超大場(chǎng)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(fù)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(jí)攀升;同時(shí)，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(yīng)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(jī)無法直接獲取深度信息，而激光掃描儀可能無法捕捉到細(xì)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(zhǔn)確性與采集穩(wěn)定性，提供了堅(jiān)實(shí)保障。
伽羅華激光VR掃描儀實(shí)現(xiàn)了毫米級(jí)誤差的高效采集。產(chǎn)品采用940nmClass1LiDAR激光雷達(dá)，精準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)高達(dá)50米的超大量程半徑，帶來極高的采集效率。
同時(shí)，伽羅華配備了先進(jìn)的鏡片鍍膜工藝和遠(yuǎn)超同業(yè)的大尺寸CMOS圖像傳感器，大幅提升進(jìn)光量和動(dòng)態(tài)范圍，即使在逆光、暗光等場(chǎng)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(dá)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(dòng)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(jī)位姿(位置和方向)的準(zhǔn)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(diǎn)云、圖像等數(shù)據(jù)快速構(gòu)建全局位姿，更通過考慮整個(gè)場(chǎng)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(zhǔn)恢復(fù)拍攝VR時(shí)的真實(shí)位姿。
b、分布式建模，降低計(jì)算資源和時(shí)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(diǎn)云、圖像信息等原始數(shù)據(jù)，更在細(xì)節(jié)紋理的恢復(fù)、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(fù)雜性，所需內(nèi)存更是指數(shù)級(jí)攀升，并對(duì)CPU和GPU的運(yùn)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(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)子任務(wù)，并在不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行計(jì)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(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存壓力。
c、可視化應(yīng)用，降低行業(yè)準(zhǔn)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(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)行業(yè)落地使用。為了大幅提升用戶體驗(yàn)的流暢度，如視通過自研算法把整體大模型處理為L(zhǎng)OD模型，即可基于當(dāng)前視圖、硬件性能和應(yīng)用需求，自動(dòng)調(diào)整場(chǎng)景中物體的渲染復(fù)雜度。當(dāng)物體距離用戶較遠(yuǎn)，或占據(jù)較小的屏幕空間時(shí)，以較低的詳細(xì)程度展示，降低渲染和內(nèi)存負(fù)擔(dān);當(dāng)物體靠近用戶，或占據(jù)較大屏幕空間時(shí)，以較高的詳細(xì)程度展示，以確保視覺效果的同時(shí)，有效降低渲染負(fù)載，提升渲染性能，即便在手機(jī)、VR眼鏡等移動(dòng)終端，均可確保流暢使用。
疊加多元應(yīng)用，以VR打破虛擬與現(xiàn)實(shí)的邊界
如視的超大空間三維重建能力，現(xiàn)已在文博會(huì)展、工業(yè)設(shè)施等多個(gè)領(lǐng)域生根發(fā)芽。以如視攜手智慧閱讀服務(wù)商“博看”打造的“智慧數(shù)字孿生系統(tǒng)”為例，輕點(diǎn)手機(jī)，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(xué)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(dá)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(gè)點(diǎn)位，對(duì)圖書館整體進(jìn)行了1:1復(fù)刻，一舉打破國內(nèi)通常500點(diǎn)位的采集上限。
借助VR，用戶不僅可以在手機(jī)上隨時(shí)訪問，縱覽整個(gè)圖書館全貌，更可享受到豐富的VR疊加功能：通過自動(dòng)導(dǎo)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(yàn);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(chǔ)上，結(jié)合不同企業(yè)需求，VR還可疊加動(dòng)態(tài)環(huán)視、智能立體標(biāo)簽、同屏連線、VR路線引導(dǎo)等多重創(chuàng)新應(yīng)用，為用戶營造現(xiàn)代化、數(shù)字化的空間觀覽體驗(yàn)。此外，憑借高精度的空間數(shù)據(jù)，如視打造的VR支持場(chǎng)景內(nèi)任意兩點(diǎn)間測(cè)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(shè)施位置、設(shè)定展品安全距離等提供更為便捷、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。
博看相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“文化產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是必然趨勢(shì)，如視的超大空間三維重建解決方案，為我們?cè)诖罂臻g文化場(chǎng)館的數(shù)字化轉(zhuǎn)型業(yè)務(wù)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(dá)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(xiàng)目。截至目前，雙方已完成超過100個(gè)超大空間圖書館和展覽館的三維重建和數(shù)字化應(yīng)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(xué)圖書館、福州大學(xué)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(huì)“云上中國館”、北京科技冬奧等數(shù)字化項(xiàng)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(shè)施、文博會(huì)展、公共事務(wù)、家居家裝等多個(gè)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(yīng)用的潛能。
未來，如視將不斷開放自身技術(shù)儲(chǔ)備，持續(xù)發(fā)揮在空間三維重建領(lǐng)域的落地優(yōu)勢(shì)，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(shí)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(jià)值。
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