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設(shè)備與工具在你的印象中，無人機(jī)航拍是否就只是用來發(fā)朋友圈、微博？但實(shí)際航拍應(yīng)用千千萬，比如你就可以通過航拍小雁塔到最后通過航拍獲得數(shù)據(jù)將小雁塔打印成3D模型，讓無人機(jī)成為生產(chǎn)工具！而今天本文也將分上下兩篇文章介紹如果實(shí)現(xiàn)這一過程。
作者語：記得大四那年準(zhǔn)備畢業(yè)論文，想了半天也沒想出一個(gè)命題，正苦惱的時(shí)候看到了一篇影像構(gòu)建3D模型的文章，與此同時(shí)，朋友買了一臺(tái)精靈2V+，于是一個(gè)念頭浮現(xiàn)了出來，就是用多角度航拍影像構(gòu)建3D數(shù)字地形模型。
時(shí)至今日，很多人還是對這個(gè)課題很感興趣，所以這次我將結(jié)合超級(jí)便攜且性能強(qiáng)大的““御”Mavic Pro”Mavic Pro，實(shí)際應(yīng)用演示如何進(jìn)行單體目標(biāo)航拍建模。
前期：
首先，我們要確定建模的目標(biāo)或者說是范圍。我將航拍建模大體劃分為兩個(gè)類型，即興趣點(diǎn)目標(biāo)建模和大范圍目標(biāo)建模。興趣點(diǎn)目標(biāo)建模是指一個(gè)集中區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)建模，例如一個(gè)小山包、一棟樓、幾棟聚集在一起的建筑物等，自然也就可以再細(xì)分為單體目標(biāo)和集合目標(biāo)。這樣的建模通?？梢圆捎门d趣點(diǎn)環(huán)繞定時(shí)拍攝的方式來進(jìn)行初期的素材收集。大范圍目標(biāo)建模顧名思義是指在一片較大范圍內(nèi)的建筑物、地形等目標(biāo)，通?？梢圆捎煤近c(diǎn)規(guī)劃的方式，在調(diào)整云臺(tái)俯仰至合適角度的情況下拍攝多角度影像來收集素材。
這次拍攝的案例就是著名景點(diǎn)西安小雁塔，為這座經(jīng)典的建筑物來個(gè)單體目標(biāo)建模。
使用拍攝的器材也是航拍圈非常紅火的DJI大疆的“御”Mavic Pro，應(yīng)該算一臺(tái)入門級(jí)的無人機(jī)。
一開始先要進(jìn)行拍照設(shè)置，將拍攝模式切換到拍照，然后點(diǎn)擊右側(cè)下方參數(shù)調(diào)整按鈕，進(jìn)入拍照模式，選擇定時(shí)拍攝，如果要拍DNG格式，最低是10S一張，但是我們一般拍JPEG就可以了，照片拍攝越多，建模效果也就越有提升，但是也不能夠太多，不然電腦吃不消，設(shè)置個(gè)5秒一張或者更高都是可以的。拍照的設(shè)置就搞定了。
塔這種建筑物真的是單體目標(biāo)航拍建模的最佳教材，直接將DJI大疆”御”Mavic Pro飛到塔的正上方，當(dāng)然，在這樣的地方飛行大家一定要注意各方面的安全，并保持飛行器在視距內(nèi)（距離500m。高度120m）。
確定安全之后，點(diǎn)擊左側(cè)小無人機(jī)進(jìn)入興趣點(diǎn)環(huán)繞模式，這個(gè)時(shí)候?qū)⑴d趣點(diǎn)設(shè)置到飛行器所在位置，此時(shí)的高度為環(huán)繞高度。
拉遠(yuǎn)飛行器至適當(dāng)距離，這個(gè)距離便是環(huán)繞半徑。我們可以在右側(cè)窗口中看到所有的數(shù)據(jù)。此時(shí)的返航高度是可以修改的，大家根據(jù)具體的飛行環(huán)境可以適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)也可以看到提示中說明了我們可以通過遙控器調(diào)整半徑，這也為后續(xù)的拍攝帶來了便利。攝像頭此時(shí)也要進(jìn)行調(diào)整，將建筑物整體放置在畫面中，不用管構(gòu)圖，目標(biāo)是把整體拍攝到，不要有丟失。設(shè)置好適當(dāng)?shù)娘w行速度便可以開始環(huán)繞飛行了。
開始環(huán)繞飛行后，隱藏興趣點(diǎn)環(huán)繞界面，開始拍照，在拍照過程中是會(huì)有短暫黑屏的，不要害怕，大膽的讓它去拍。
拍攝過程中要保證至少有一圈是將建筑物完整拍下來的，把它完全放在畫面中。從下方的數(shù)據(jù)中可以看出高度穩(wěn)穩(wěn)地保持在79m，沒有出現(xiàn)掉高的現(xiàn)象，飛行器指向也比較正，說明”御”Mavic Pro的飛行性能是足以肩負(fù)航拍建模重任的。
在興趣點(diǎn)環(huán)繞的過程中是有幾率出現(xiàn)飛行器和遙控器之間出現(xiàn)障礙物的情況的，此時(shí)不要慌張，也不要著急操作或者關(guān)閉遙控器，應(yīng)當(dāng)調(diào)整天線位置和朝向，面對飛行器所在方向，如果此時(shí)失聯(lián)，飛行器會(huì)繼續(xù)興趣點(diǎn)環(huán)繞功能設(shè)置的飛行路線，不要關(guān)閉遙控器，當(dāng)它飛過遮擋信號(hào)盲區(qū)便會(huì)再次連接上。由于”御”Mavic Pro的信號(hào)還是比較強(qiáng)的，所以我專門跑到旁邊的屋里，模擬了一下信號(hào)遮擋的情況。事實(shí)證明，信號(hào)真心好，遙控還有三格，圖傳一點(diǎn)沒掉。
完成了一圈的環(huán)繞之后，我們要開始調(diào)整飛行高度和半徑了，之前的半徑是44m，高度是80m。我們可以通過遙控器調(diào)整飛行器位置，從而變化飛行半徑和高度。飛行器朝興趣點(diǎn)方向飛行將縮小半徑，相反則是增大半徑，升降油門調(diào)整高度便是直接對應(yīng)飛行器環(huán)繞高度。如果進(jìn)行了轉(zhuǎn)向，則會(huì)改變朝向，這是沒有必要的，如果不小心調(diào)到了，點(diǎn)擊重置朝向即可重新指向興趣點(diǎn)。
由于整體輪廓的一圈已經(jīng)拍攝完成，此時(shí)我們可以貼近建筑物拍攝一些細(xì)節(jié)的地方，也就不需要將整個(gè)建筑物包裹在畫面中，只需要針對細(xì)節(jié)拍攝。例如小雁塔外體并不規(guī)則，要將這些細(xì)節(jié)構(gòu)建出來便需要更加貼近進(jìn)行拍攝，因此將飛行器環(huán)繞半徑降低進(jìn)行拍攝。
由于塔基本是一個(gè)直上直下的結(jié)構(gòu)，因此也需要降低高度來深入記錄細(xì)節(jié)，拍攝照片的質(zhì)量好壞會(huì)直接影響后期紋理的制作，越清晰是越好的。
看到這里大家應(yīng)該明白為什么我們要選擇興趣點(diǎn)環(huán)繞的方式來拍攝素材了。一方面是興趣點(diǎn)環(huán)繞對于這類目標(biāo)的特征記錄更加細(xì)致全面，另一方面是DJI GO操作的難度低，智能化程度高，同時(shí)便于飛行拍攝過程中的飛行數(shù)據(jù)調(diào)整，為我們的素材收集提供了非常多的便利。當(dāng)然，使用興趣點(diǎn)環(huán)繞的過程中”御”Mavic Pro的側(cè)面是沒有避障功能的，所以要注意不要有障礙物，不然就有點(diǎn)危險(xiǎn)了。
同時(shí)，飛行之前要對自己所建模的區(qū)域目標(biāo)有一個(gè)基本的了解，因?yàn)橹挥酗w行器拍攝到的地方能夠建模出來，被遮擋或者拍攝不全的話后期建模就會(huì)是一塊黑的，效果并不理想，所以在飛行過程中要提前考慮周全。我們可以看到小雁塔的每一個(gè)邊沿都是延伸出來的，如果僅僅是俯視是不能收集到邊沿下方的情況的，所以需要降低飛行高度，平視或者斜向上拍攝，將所有內(nèi)容收集全。
通常情況下，如果建模精細(xì)度要求并不是非常高的話，個(gè)人認(rèn)為在不同高度上環(huán)繞拍攝兩到三圈基本上能夠滿足建模需求，如果有一些細(xì)節(jié)的地方環(huán)繞飛行也拍攝不清的，可以將飛行器退出環(huán)繞飛行模式后再飛行至適當(dāng)位置拍攝，后期是可以識(shí)別出來的?？偟囊粋€(gè)原則就是收集到目標(biāo)盡可能多的圖像信息，避免盲區(qū)，及注意安全。
最終，我們得到了這樣的一系列照片，包含了我們所需要的建筑物的所有圖像信息，單獨(dú)建立一個(gè)文件夾，放進(jìn)去，我們的前期素材收集也就完成了。
從收集過程來看，”御”Mavic Pro的飛行性能是非常棒的，沒有在環(huán)繞飛行過程中出現(xiàn)掉高的情況，同時(shí)拍攝的畫面清晰度也比較高，雖然廣角小了一些，但是并不影響后期制作。
在建模之前，建議大家首先使用修圖軟件Lightroom對拍攝的圖片進(jìn)行調(diào)整和校色，這樣對于后期建模之后模型的蒙皮色彩是有直接影響的。相關(guān)的具體方法在這里就不做贅述了，搜索一下網(wǎng)上有很多教程，大家可以去學(xué)習(xí)下。
圖片處理之后便可以直接導(dǎo)出，得到了色彩正確、艷麗的航拍素材，而這次素材將幫助我們進(jìn)行后面的建模應(yīng)用，也就是下一期的內(nèi)容3D建模。
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