ContextCapture 用户指南

有用概念

ContextCapture 的高级使用要求了解一些摄影测量和大地测量概念。

相机的内部定向(或内部参数)是指相机的一些内部属性:相机的传感器尺寸、镜头焦距、影像平面中的主点位置以及镜头畸变。

我们将影像组称之为内部定向完全相同的一组影像。在续集影片中,影像组属性将引用由影像组的所有影像共享的内部定向。

事实上,对于所有设置均已固定的一台物理相机,内部定向是唯一的。即使对于两台具有相同设置的同型号相机,其各自的影像也不构成单个影像组。

相机的外部定向(或姿态)是指在世界坐标系中,相机光心的三维位置和传感器坐标系的三维角元素。

要基于影像执行三维重建, ContextCapture 必须准确地掌握每个输入影像组的影像组属性及每个输入影像的姿态。如果您忽略这些属性,或者如果无法足够准确地了解这些属性, ContextCapture 可以通过名为“空中三角测量计算”(有时简称为 AT)的过程自动进行估算。

空中三角测量计算的一个重要步骤是确定两幅或多幅不同影像中的、与同一物理点在场景中的投影对应的像素:

  • 如果预先不知道该物理点的三维位置,影像对应会形成一个连接点。 ContextCapture 可以自动生成大量连接点。
  • 如果指定了该物理点的三维位置,影像对应和三维位置会形成一个控制点。如果存在控制点,可以准确地将空中三角测量计算的结果标上地理参照。控制点需要一些人工干预来输入其三维坐标以及在影像中的准确射影,而连接点是在 ContextCapture 中全自动生成的。

将影像姿态标上地理参照后, ContextCapture 使用地心地固坐标系 (ECEF) 空间参考系统。ECEF 是一个标准的全局笛卡尔坐标系。有关完整的定义,请参考 http://en.wikipedia.org/wiki/ECEF

ContextCapture 对影像姿态使用 ECEF,但对三维重建过程使用局部东北天坐标系 (ENU) 空间参考系统。ENU 是一个使用局部原点的笛卡尔坐标系,沿 WGS84 椭球定向,且轴指向东方 (X)、北方 (Y) 和上方 (Z)。与 ECEF 相比,ENU 更便于操作三维模型,因为其 Z 轴与向上矢量重合。但请注意, ContextCapture 生成的三维模型稍后可以重新投影到任何坐标系。

在其他情况下, ContextCapture 使用两个地理坐标 (纬度, 经度) 或两个投影坐标 (X, Y) 描述具有地理参考的位置,并补充椭球高度,即参考椭球高度(通常为 WGS84,但对于某些空间参考系统,也有可能是其他椭球,例如,GRS80)。椭球高度不同于正高,后者更接近常规海拔高度。 ContextCapture 使用椭球高度而非正高,因为前者的定义简单且数字明确,而后者基于存在采样和精度问题的大地水准面高网格。