物品的三维重建方法与装置、计算机和存储介质

本技术属于点云数据处理领域，具体涉及物品的三维重建方法与装置、计算机和存储介质。

背景技术：

1、随着科技的发展，随着计算机技术和数字化技术的发展，文物的三维重建工作也进入了数字化阶段，数字化建模不仅可以还原文物建筑的外观，还能为修复和保护工作提供重要的辅助。数字化的三维模型可以用于虚拟修复实验，尝试不同的修复方案，评估其对文物建筑的影响，从而选择最合适的修复策略。这种模拟实验可以减少对实际文物的干预和风险，提高修复的效率和准确性。同时也为文物建筑的数字展示和虚拟游览提供了可能。因此将数字化建模应用到文物重建中具有重要意义。

2、但是现在对文物进行三维重建时，大多依旧是传统的基于视觉的重建方法，这种方法通常需要大量的视角图像或激光扫描数据，并且负担极高的时间成本，对于大量文物古迹的重建与更新是不够高效的。

技术实现思路

1、本技术的目的在于更高效的对文物进行三维重建。

2、本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。

3、根据本技术一个实施例，本技术提供了一种物品的三维重建方法，所述方法包括：

4、获取建模对象的多张照片，以及拍摄各所述照片时相机相对于建模对象的相机位置；

5、根据所述相机位置在所述虚拟空间中确定各虚拟相机位置，所述虚拟空间中模拟每个虚拟相机位置所能拍摄的空间为视锥空间；

6、根据所述相机位置，将各所述照片中的像素点映射至虚拟空间，得到建模对象的初始点云；

7、根据所述视锥空间的重叠情况，在初始点云中确定目标区域，所述目标区域处所述视锥空间的重叠数量小于第一数量；

8、对所述目标区域使用预设的扭曲函数进行扭曲，使所述目标区域处视锥空间的重叠数量增加，得到目标点云；

9、根据照片上各个像素点的像素值，确定所述像素点在所述目标点云中映射的数据点的像素值，并对所述数据点进行渲染，得到所述建模对象的三维模型。

10、根据本技术一个实施例，根据所述相机位置在所述虚拟空间中确定各虚拟相机位置，包括：

11、在各所述相机位置中随机选取一个相机位置作为参照相机位置；

12、在所述虚拟空间中任意选择一点作为一参照相机位置对应的虚拟相机位置；

13、根据各相机位置与的参照相机位置的相对位置关系，在虚拟空间中分别确定各所述相机位置对应的虚拟相机位置。

14、根据本技术一个实施例，根据照片上各个像素点的像素值，确定所述像素点在所述目标点云中映射的数据点的像素值，包括：

15、将所述照片映射至所述照片对应的虚拟相机位置所形成中的视锥空间中，拍摄所述照片时相机位置对应的虚拟相机位置，为所述照片对应的虚拟相机位置；

16、将所述虚拟相机位置与任一像素点所在直线作为着色轨迹，将所述目标点云中距离所述着色轨迹小于设定距离的数据点作为所述像素点对应的着色点；

17、根据所述像素点的像素值，确定所述着色点的像素值。

18、根据本技术一个实施例，将所述目标点云中距离所述着色轨迹小于设定距离的数据点作为所述像素点对应的着色点，包括：

19、将所述目标点云中距离所述着色轨迹小于设定距离的数据点作为所述像素点对应的初始着色点；

20、若所述初始着色点的数量小于设定阈值，则将所有初始着色点作为着色点；

21、若所述初始着色点的数量大于等于设定阈值，则将所述着色轨迹分为多段子着色轨迹，在各子着色轨迹中选取设定数量的初始着色点作为着色点。

22、根据本技术一个实施例，根据所述像素点的像素值，确定所述着色点的像素值，包括：

23、若目标点云中一数据点仅作为一个像素点的着色点，则将所述像素点的像素值作为所述数据点的像素值；

24、若目标点云中存在特殊数据点同时作为多个像素点的着色点，则获取所述多个像素点中各像素点的像素值；

25、根据多个像素点中各像素点所对应的虚拟相机位置与所述特殊数据点的距离，确定所述多个像素点中各像素点的颜色权重系数；

26、将各所述像素点的像素值分别与各所述像素点对应的颜色权重系数进行求积，并将所有乘积之和作为所述特殊数据点的像素值。

27、根据本技术一个实施例，根据所述像素点的像素值，确定所述着色点的像素值，包括：

28、若目标点云中存在特殊数据点作为多个像素点对应的着色点，则将所述多个像素点的像素值的均值作为所述特殊数据点的像素值。

29、根据本技术一个实施例，在对所述目标点云中的各数据点进行渲染，包括：

30、以设定距离为半径，在非着色点中确定各所述着色点的邻近点；

31、若一数据点仅作为一个着色点的邻近点，则将所述着色点的像素值作为所述数据点的像素值；

32、若一数据点同时作为多个着色点的邻近点，则分别获取所述数据点与所述多个着色点的距离；

33、以所述数据点与所述多个着色点距离的和值为分母，以所述数据点与一着色点的距离为分子所得到的比值，作为所述着色点对所述数据点的颜色权重占比；

34、计算各所述着色点的像素值与各所述颜色权重占比之间的乘积，将所有乘积结果之和作为所述数据点的像素值。

35、根据本技术一个实施例，本技术提供了一种物品的三维重建装置，所述装置包括：

36、获取模块，用于获取建模对象的多张照片，以及拍摄各所述照片时相机相对于建模对象的相机位置；

37、确定模块，用于根据所述相机位置在所述虚拟空间中确定各虚拟相机位置，所述虚拟空间中模拟每个虚拟相机位置所能拍摄的空间为视锥空间；

38、映射模块，用于根据所述相机位置，将各所述照片中的像素点映射至虚拟空间，得到建模对象的初始点云；

39、寻找模块，用于根据所述视锥空间的重叠情况，在初始点云中确定目标区域，所述目标区域处所述视锥空间的重叠数量小于第一数量；

40、扭曲模块，用于对所述目标区域使用预设的扭曲函数进行扭曲，使所述目标区域处视锥空间的重叠数量增加，得到目标点云；

41、渲染模块，用于根据照片上各个像素点的像素值，确定所述像素点在所述目标点云中映射的数据点的像素值，并对所述数据点进行渲染，得到所述建模对象的三维模型。

42、根据本技术一个实施例，本技术提供了一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。

43、根据本技术一个实施例，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。

44、在本技术中，根据建模对象(文物)的照片确定初始点云，其中这里对照片的拍摄方式并没有任何限制，然后对初始点中视锥空间重叠数量的区域进行扭曲以避免没有按照固定方式拍摄照片对物品的三维建模产生的精度影响，得到目标点云，最后对目标点云进行渲染着色就可以得到建模对象的三维模型，也即实现对建模对象的三维建模。本技术不依赖对建模对象特定的拍照方式，就可以完成对建模对象的三维重建，更加高效便捷对文物进行三维重建。

45、本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。

46、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。