你還記得，我們曾經以為虛擬現實 (VR) 只是科幻電影里的概念嗎？巨大的頭戴式設備、厚重的畫面，以及極少的實際交互。這令人興奮，卻又略顯尷尬。如今，VR 已發展成熟，應用于各行各業，無論是游戲、房地產、建筑還是培訓。它不再只是個流行詞，而是正在改變我們體驗和與數字世界互動的方式。

這引出了一個重要的問題：攝影測量技術是讓VR體驗真正真實的關鍵嗎？攝影測量技術是一種將現實生活中的照片轉換為超精細3D圖像的方法。如今，它因其逼真的外觀而備受關注。它已被應用于游戲、建筑、文化保護和培訓等行業，用于構建逼真的虛擬環境。那么，這是否就是我們翹首以盼的VR游戲規則改變者呢？讓我們一探究竟。

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VR 中的超現實主義是什么？

VR 中的超現實主義意味著創造一個在外觀和物理交互方面近乎完美地模擬現實世界的數字世界。1930 年，一位科幻作家在小說中提出了一個設想：佩戴兩副眼鏡的人可以體驗一個虛擬的世界。1960 年，第一款頭戴式 VR 設備問世，它提供了立體視覺、廣角和 3D 視野。

VR 中的超現實主義：攝影測量技術會是下一個飛躍嗎？

這個數字世界的設計力求與現實世界相符，其特點包括表面紋理、輕微的光線反射、瞬息萬變的動態陰影，甚至物理響應也與現實世界一致。即使是墻壁上的裂縫和透過玻璃的光線，也都將呈現盡可能逼真的效果。

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超現實虛擬現實的興起

虛擬現實最初只是一種娛樂消遣。但隨著時間的推移，它逐漸成為一種將現實與數字世界融合的強大工具。其圖像、體驗和臨場感正日益與我們的世界趨于一致。

除了圖形和清晰的圖像外，它還融合了音頻、觸覺反饋和嗅覺系統刺激。人們現在可以通過基于氣味的系統感受到觸覺甚至嗅覺。將圖像轉化為這些逼真特征的過程令人著迷。VR 的發展不僅限于游戲領域，還惠及醫療保健、培訓和教育。隨著技術的進步，它正在改變我們工作、學習和適應虛擬空間的方式。超現實主義不再只是視覺享受，它正在成為高沖擊力 VR 的必要條件。

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什么是攝影測量？它是如何工作的？

攝影測量法是一種利用照片創建逼真的3D模型的方法。簡單來說，它通過從不同角度拍攝大量重疊的物體照片，將現實生活中的場景或物體轉換為3D數字模型。

這項技術的應用涵蓋多個領域，包括建筑、考古、游戲、虛擬現實 (VR) 等等。例如，建筑師用它來掃描建筑物，考古學家用它來為考古學家保存文物，游戲和 VR 設計師則用它來在較短的時間內開發逼真的環境。以下是其工作流程的幾個步驟。

1. 捕捉：從多個角度（理想情況下為 360° 覆蓋）拍攝一系列重疊的高分辨率照片。
2. 流程：將圖像加載到攝影測量軟件（例如 Agisoft Metashape、RealityCapture）中。程序會對齊照片并檢測照片中的匹配點。
3. 創建 3D 球體：軟件根據匹配的點構建稀疏點云，然后將其細化為密集點云。最終，該點云將轉換為代表物體形狀的 3D 網格。
4. 紋理與優化：原始照片的高分辨率紋理被投影到網格上，以添加色彩和細節。最后，對模型進行清理和優化（去除噪點并減少多邊形），以用于游戲、VR、CAD 等應用。

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攝影測量與傳統 3D 建模

傳統 3D 指的是數字藝術家使用 Blender 和 Maya 等軟件繪制圖像紋理和色彩的過程。而攝影測量技術則能夠自動提取真實物體的色彩和紋理，從而為掃描對象提供更逼真、更細致的效果。

盡管攝影測量技術相當先進，但手工建模的資產仍然需要技藝精湛的藝術家、UV 貼圖以及繪制紋理的建模軟件。攝影測量技術的弊端在于，它只能將拍攝的照片轉化為真實的作品；任何富有想象力或從零開始設計的作品仍然依賴于傳統方法。

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為什么攝影測量法可能成為虛擬現實的下一個飛躍

有幾個原因可以告訴我們攝影測量法如何以及為何能夠改變虛擬現實的真實感。

傳統模型依賴于藝術家繪制紋理和細節，而攝影測量技術則能夠同步照片的真實紋理和色彩，將照片轉化為更加逼真的 3D 模型，讓人難以察覺其中的細微差別。

攝影測量法可以在數小時內創建超逼真的 3D 模型，非常適合大型項目。另一方面，藝術家必須付出更多努力，可能需要數百天才能完成模型。此外，他們還必須手動繪制紋理和顏色。

攝影測量法也極具成本效益。如果您投資高質量的相機和軟件來制作 3D 視頻、模型等，就無需長期聘請美術團隊，從而避免增加項目的最終成本。對于預算緊張的初創企業和組織來說，這是一個極具吸引力的解決方案。

攝影測量技術相對容易融入 VR 工作流程。模型可以直接導出到某些游戲中進行訓練，無需任何修改。一些攝影測量工具（例如 Reality Capture 和 Meshroom）提供導出選項，可以輕松地將設計集成到 VR 工作流程中。

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攝影測量的用途。

以下是在現實生活中使用攝影測量的一些方法：

游戲與娛樂

攝影測量技術是游戲和娛樂行業的支柱。2014年，隨著《伊森·卡特的消失》的發布，攝影測量技術首次應用于電子游戲。此后，《星球大戰：前線》也于2015年發布，并運用了攝影測量技術。

只需點擊一下，即可獲得樹木、道路、建筑物和汽車等視覺效果。只需拍攝照片，剩下的交給軟件處理。圖像越接近現實，我們的大腦就越能沉浸其中，從而最大限度地激發玩家的熱情。有了攝影測量技術，開發新游戲和升級變得更加容易。以下是攝影測量技術在游戲中應用的歷史回顧。

建筑與房地產

房屋改造后會是什么樣子？這是人們在裝修房屋時日夜思考的問題。我們很多人常常難以選擇合適的地板設計和布局。攝影測量技術讓我們能夠輕松地通過虛擬方式測試和檢查各種墻面設計和布局。房地產經紀人現在可以在VR中分享房屋參觀體驗，客戶可以在購買前虛擬地參觀房屋，充分體驗空間。NAR在2021年的一項調查顯示，54%的人更愿意參觀提供3D參觀服務的房屋。攝影測量技術還能幫助我們創建細節豐富的3D模型數字副本，用于房屋的營銷和翻新。

文化遺產與博物館

攝影測量技術如同一道數字屏障，守護著我們最珍貴的歷史珍寶，使其免遭盜竊和環境破壞，同時讓它們向世人呈現。這項技術捕捉每一個細節，打造出令人驚嘆的 3D 復制品，讓您在欣賞文物和地標的同時，又不會損壞原件。

博物館如今已開始展示易碎鉆石和珍貴文物的攝影測量模型，在確保實物安全的同時，仍能為游客提供真實的觀賞體驗。同樣，游客無需出門，也無需花費積蓄進行昂貴的旅行，即可通過虛擬方式探索歷史遺跡。Factum基金會對埃及法老塞提一世陵墓的復原就完美地詮釋了這一點。游客現在可以漫步于古墓室，欣賞錯綜復雜的象形文字和色彩鮮艷的繪畫，而原件則安全地保存在沙漠之下。

這項技術將保存從保護和訪問之間的選擇轉變為兩者兼得的解決方案。

訓練模擬

士兵和醫生使用VR頭顯進行虛擬防御和手術。VR頭顯會捕捉戰場和手術室的多張照片，制作成逼真的3D視頻。士兵佩戴這些VR頭顯學習作戰并找出漏洞。例如，騎兵師在德克薩斯州卡瓦佐斯堡測試了STE（STE）的可重構虛擬集體訓練器。醫生們虛擬地練習了從常規縫合到侵入性外科手術的所有操作，且不會造成任何生命危險。攝影測量技術有助于快速決策和準備應對緊急情況。英國Medical Realities公司提供基于VR的外科手術培訓就是一個例子。

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攝影測量的挑戰與局限性

攝影測量雖然有很多好處，但也帶來了不少挑戰。攝影測量能為原始照片增添紋理和色彩，但對于大文件，我們面臨著處理速度慢的難題。下載一個包含細微細節的大型項目可能需要數小時，這也會額外增加硬件成本。

攝影測量法需要在兩種條件下才能發揮作用：更好的光線和高質量的圖像。上傳在黑暗環境或高反射光線下拍攝的照片會導致 3D 模型不完整。如果沒有理想的光線設置或高質量的相機，這項技術就沒那么有用了。

雖然攝影測量技術提供了可立即使用的 3D 模型，但為了獲得更逼真的細節，處理后仍需要進行一些清理工作。修復網格錯誤和簡化多邊形需要耗費數小時。此外，您還必須反復檢查每一個細節，以確保其與原始照片的相似性，這使得這項工作非常繁瑣耗時。并非每個人都有時間花在屏幕上，即使有，監控每一個細節也可能是一項極其艱巨的任務。

攝影測量法適用于大多數物體，但無法用于動畫元素。原因在于它依賴照片來創建3D模型，而圖像必須完美無瑕，沒有模糊的斑點。因此，當動畫元素上傳后，軟件無法解碼，從而導致混亂。盡管存在這些挑戰，攝影測量法在創建汽車、建筑物和景觀模型方面仍然非常有用。

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下一步是什么？

以下是未來幾年攝影測量領域的展望。由于人工智能自動化趨勢頻頻登上新聞頭條，預計人工智能將融入攝影測量領域。自動化工具將改善模糊紋理并填補空白，從而減少后期處理和手動工作。高斯濺射技術用濺射代替傳統的多邊形來創建3D模型。它們輕量級且易于加載，從而降低了硬件的計算負荷。5G網絡將幫助您播放VR直播，無需下載。

攝影測量技術將與人工智能自動化技術相結合，在打造逼真的旅游景點VR體驗方面帶來革命性的變化。人們渴望的旅行目的地將通過VR頭顯實現。他們將無需身臨其境，就能體驗起伏的山巒、驚險刺激的騎行以及自然之美。

下一代平臺正在將人工智能融入攝影測量實踐，通過實時預覽和云處理選項簡化移動設備掃描流程。這些定制的人工智能模型作為擴散變換器，旨在將姿態估計、深度映射和視圖合成功能集成到一次拍攝中。

隨著我們步入先進的數字時代，這些創新是意料之中的。或許還需要一段時間才能達到頂尖的成果，但看起來我們正走在正確的軌道上。隨著這些新興技術徹底改變各行各業，人類將觸及發展的新高度。

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