BIM大爆炸：图像三维重建与倾斜摄影技术

至此，基于图像的三维重建的技术核心，已经发展完毕了，没有什么本质上的东西需要突破了，但它距离我们今天看到蓬勃发展的倾斜摄影技术还差一大截。我们的故事，也就在这里准备进入高潮。

我们先来梳理一下，用照片建模需要做哪几件事情：

◆利用飞机或无人机，在空中采集大量的照片，每两张照片之间要有一定的重叠，以便后期找到匹配点。

◆尽量多的提前获取每张照片的原始数据，比如拍摄坐标、拍摄角度、焦距等，以减少后期的运算量。

◆利用软件对大量照片进行整理，自动选出匹配点，用算法（比如空中三角测量）反算出没能获取的原始数据。

◆计算出每个匹配点的空间坐标，再通过算法补齐其他关键点的坐标，贴上材质，形成模型。

在数字摄影测量时代的初期，这几项工作就都可以完成了，质量也说得过去。但因为成本高、效率低，所以只能由大型机构来完成这项工作。

简单来说，这些技术的优化空间就是：无人机飞行和稳定性能更强、负重减轻、操控性更强；相机的画幅更大、画质更清晰、防抖性能更强、对焦更精准、重量更轻；软件的算法更快、自动化程度更高、需求配置更低，还有就是，以上所有的项目越便宜越好。

那么有没有哪家机构能打包同时优化这几个关键的技术呢？

有，但是没有一家做得足够好。

技术发展到一定程度，当它的基础理论完备之后，再想要大幅度的进步，只有一个方法，我们叫它商业化大爆炸。

简而言之，就是构成这项技术的几个分支技术，分别由不同的公司，以不同的商业目的，进行极致优化。

我们来快速看看这几个分支技术的发展。

无人机支线：

2006年，影响世界消费级无人机格局的大疆无人机公司成立，2013年量产全世界首款一体化小型无人机，此后不断迭代，把风中悬停、三轴稳定云台、折叠便携、高清图像传输、智能避障、屏幕遥控等技术不断塞进越来越小的机型里，成本也是一再降低，最新发布的MavicAir价格跌破了5000元，让无人机真正进入了消费领域。(www.xing528.com)

相机支线：

以尼康、佳能、索尼为代表的制造商，在数码相机领域相互竞争，不断推出更好、更轻的产品。其中，索尼公司在2010年开辟了微单产品线，主打“在最有限的空间中集成最优秀的性能”，在2015年更是把密集混合快速对焦、大光圈广角蔡司镜头、35mm全画幅传感器等黑科技塞进了重量只有500g的RX1R2相机里。

定位技术支线：

经过十几年的发展，民用GPS全球定位系统精度已经达到了米级，2016年美国加州研发人员开发了一种全新的算法，它可以将现有的GPS精确度提高到厘米级。GPS定位可以让无人机拍摄的时候无须安排地面控制点，就可以获取相机空间坐标，从而大幅度减少求解方程中的未知数，而其成本到今天几乎已经是全部免费。

软件支线：

以Acute3D公司的Smart3D Capture（后被Bentley收购改名为Context Capture）、Astrium公司的Street Factory为代表的专业后处理软件，给倾斜摄影的后期处理运算带来了极大的便利。最重要的就是可以无视我们前边讲述的那些相机初始坐标，完全通过自动算法生成超高密度点云。算法优化的结果，就是对初始摄影条件的要求不断降低。

此外，像Altizure、dronedeploy这样的自动飞行路线规划软件，可以直接在手机上选定一个拍摄区域，对无人机自动进行飞行路线规划，完全傻瓜操作就可以实现高重叠、不漏拍的影像获取。

软件进步最大的成果，就是中小型地区的航拍相机数量需求不断减少，从最早的5镜头，到3镜头，到双镜头，再到现在单镜头相机就可以完成整个拍摄，大大降低了无人机的负载需求和续航能力，也进一步降低了倾斜摄影的成本。

同时，以BIM技术为代表的建筑建模技术进入市场，也快速补足了倾斜摄影拍摄建筑精度不够、无法进行室内拍摄的短板。

软件领域一旦进入消费级，就会出现更具有颠覆性的产品，那就是以云计算为代表的在线后处理工具，它们学习模仿专业软件的核心算法，然后在商业上通过低价甚至免费来获取用户，再通过其他方式获利。这对于传统专业软件来说是坏消息，但对于民用测量市场来说，无疑是引发“全民倾斜摄影”的好消息。

我们在公众号里专门用一期视频介绍了一款国产的倾斜摄影免费后处理软件，你可以扫描二维码看看：

当然，上面说的这几项消费级技术，对于大型地貌的专业级测量建模，还是不能满足需求的，但现在普遍存在的、几平方公里的建模需求，不到万元的成本就完全能满足了。

除了专业软件之外，我们看到的无人机、相机、GPS等技术，全都不是专门为了倾斜摄影这一项技术而研发的，它们各自有着更广阔的用途和商业前景，但就是这种分支散叶的商业化大爆炸，才会先独立，再融通，最终回到一起，促进一个“跨界技术”的不断进步。