基于照片的3D建模软件

一：基于照片的3D建模软件

从物体的照片来进行3D模型的构建，是计算机图形学和计算机视觉的一大研究方向，称为基于图像的几何建模(Image based modeling)。这种技术已逐渐成熟且走向实用阶段，最近有些软件能够让用户拿着普通相机或者手机对着要建模的实物从不同视角拍摄若干照片，然后软件就能根据这些照片自动地生成相应的3D模型。这种基于图片的建模技术提供给了非专业建模人士来构建3D模型的工具。

1. Autodesk 123D

Autodesk公司最近发布了一套平民级的建模软件Autodesk 123D，用户不需复杂的专业知识，只要为物体从不同的视角拍摄几张照片，该软件就能自动地为其生成3D模型，而且软件是完全免费的。

(2) Autodesk 123D Catch是建模软件的重点，用户使用相机或手机来从不同角度拍摄物体、人物或场景，然后上传到云，然后该软件利用云计算的强大计算能力，可将数码照片中几分钟的时间内转换为3D模型，而且还自动带上纹理信息。我们试用过几次，感觉它的使用还是很方便的。但是其生成的3D几何的细节不多，主要是通过纹理信息来表现真实感的。有时软件也会失败，生成的几何是不正确的。

(3) Autodesk 123D Make是将3D模型转换为2D的切割图案，用户可利用硬纸板、木料、金属或塑料等低成本材料将这些图案迅速拼装成实物，从而再现原来的数字化模型。这让用户能够“制造”出所造的3D模型，有点像3D打印的雏形。目前123D Make只有Mac版的。

(4) Autodesk 123D Sculpt是一款运行在iPad上的3D雕刻软件（前面已介绍过），通过绘画的方式在模型上雕刻几何细节。

2. 3DSOM Pro

3DSOM Pro是一款从高质量的照片来生成3D建模的软件，它可以通过一个真实物体的照片来进行3D建模，并且制作的模型可以在 络上以交互的方式呈现。

3. PhotoSynth

微软开发了一款产品PhotoSynth，可将大量的照片做3D处理，但是它不是真正创建3D模型，而是根据照片之间的相机参数及空间对应关系，建构一个虚拟的3D场景，使得用户能够在从不同角度和位置来查看该场景，而显示的场景图像是由给定的照片所合成的。其基本原理来自于Siggraph 2006的论文“Photo Tourism: exploring photo collections in 3D”及其他相关论文。

注：从多幅不同角度拍摄的照片来重建3D物体，从技术原理上来讲是可行的，但是由于算法的一些步骤，比如图像中物体特征点的检测和匹配，相机参数的估计等，还会出现不太正确的结果，使得重建结果有时不够稳定，甚至不正确。随着技术和计算能力的不断发展，相信这些会逐步得到解决。到时，从照片来重建3D模型的技术可能是最为方便的3D建模技术了，因为人人都有手机，随时都可以拍照上传到云端来构建3D模型。如果有了大数据库的支持，从单张照片来构建3D模型也是可能的

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二： 其他3D建模软件

1. 人体建模软件

关于构建人体模型及动画，首推Metacreations公司的Poser软件（俗称“人物造型大师”）和开源的MakeHuman软件。这两款软件都是基于大量人类学形态特征数据，可以快速形成不同年龄段的男女脸部及肢体模型，并对局部体形进行调整。可以轻松快捷地设计人体造型、动作和动画。我读博期间用过Poser构建人体模型来做morphing，还是蛮方便的。

2. 城市建模软件

加拿大Esri公司的CityEngine是三维城市建模的首选软件，可以利用二维数据快速创建三维场景，并能高效的进行规划设计。应用于数字城市、城市规划、轨道交通、管线、建筑、游戏开发和电影制作等领域。另外，CityEngine对ArcGIS的完美支持，使很多已有的基础GIS数据不需转换即可迅速实现三维建模，缩短了三维GIS系统的建设周期。该软件的核心技术是Siggraph 2001的论文“Procedural Modeling of Cities”及其他相关论文，早期是ETH Zurich大学的Pascal Mueller研究小组创办的Procedural公司开发的，后被Esri公司收购。

3. 页3D (Web3D)建模工具

最近，出现了一些基于 页(web)开发的3D模型设计软件，即基于WebGL，可以在浏览器中完成3D建模的工具。比如3DTin，TinkerCAD（去年被Autodesk收购）等，它们的界面简单直观，有Chrome等浏览器插件插件，可以在线生成3D模型，直接存在云端，并在 区分享模型。

在互联 的时代，Web3D技术将被越来越被广泛使用，建议大家多关注。