一种真实环境下建筑效果图制作方法技术

本发明专利技术旨在提供一种真实环境下建筑效果图制作方法，包括以下步骤：1)对目标区域进行定点全景拍摄，得到原始影像并获取拍摄点的初始坐标；2)对原始影像进行全景拼接处理，得到目标区域的全景影像；3)在原始影像中选出一幅或几幅图像，获取每幅图像对应的相机参数，选取控制点并记录控制点在该图像中的像素坐标与控制点对应的空间坐标，求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度；4)对待规划建筑进行人工三维建模，得到建筑三维模型；5)对建筑三维模型进行渲染得到渲染模型；6)将渲染模型与全景影像进行配准融合，得到建筑效果图。该制作方法克服传统渲染效果图单一且不真实的缺陷，具有直观、准确、效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种真实环境下建筑效果图制作方法
本专利技术涉及测绘图像处理领域，具体涉及一种真实环境下建筑效果图制作方法。
技术介绍
在城市发展过程中，城市规划扮演了相当重要的角色，控制并指导着整个城市发展的方向。目前我国城市规划方案的展示方式主要有实体模型、渲染效果图、三维动画等，这些展示方式要么造价较高，要么比较单一，也不能直观展示规划方案与周边现状的关系。规划审批对规划方案和实际现状的关系越来越重视，特别是关系到重点片区、重点路段，许多领导和专家评审规划方案时不仅仅局限于传统的方案渲染效果图，真实环境下建筑效果图能够更好地反映待规划建筑与其周围环境的融合度及组合视觉效果。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种真实环境下建筑效果图制作方法，该制作方法克服传统渲染效果图单一且不真实的缺陷，具有直观、准确、效率高的特点。本专利技术的技术方案如下：真实环境下建筑效果图制作方法，包括以下步骤：1)对目标区域进行定点全景拍摄，得到多张原始影像，同时获取拍摄点的初始坐标；2)对原始影像进行全景拼接处理，得到目标区域的全景影像；3)在原始影像中选出一幅或几幅全景图像，获取每幅图像对应的相机参数，并在该图像中选取一定数量的控制点，记录控制点在该图像中的像素坐标，并实地测量控制点对应的空间坐标，通过单像空间后方交会方法来求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度；4)对待规划建筑进行人工三维建模，得到建筑三维模型；5)根据拍摄点实际坐标、拍摄实际角度结合实景拍摄的光线情况对建筑三维模型进行渲染，得到渲染模型；6)将渲染模型与全景影像进行配准融合，得到建筑效果图。优选地，所述的步骤1)中，全景拍摄时，相机焦距保持不变，定点拍摄不同角度的多张照片，保证相邻照片之间画面重叠度不低于30％，得到原始影像。优选地，所述的步骤2)的全景拼接处理具体为：利用图像处理软件，对原始影像进行亮度、对比度、曝光度调整，使影像清晰、色调一致、色彩过渡自然；再利用全景软件进行图像配准，生成全景影像。优选地，所述的步骤3)中求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度的过程具体如下：利用共线方程式(1)、(2)；其中：(XS,YS,ZS)为拍摄点实际坐标，(X,Y,Z)为拍摄点初始坐标，(x0,y0)为主点坐标，(x,y)为控制点的像素坐标，f为相机焦距，为控制点的空间坐标；其中参数a1-a3，b1-b3，c1-c3具体如下：b2＝cosωcosk；b3＝-sinω；将式(1)、(2)线性化，得到：其中为航向倾角，ω为旁向倾角，k为像片旋角；总误差方程的矩阵形式为：V＝AΔX-L(4)；式中：V＝[vxvy]T；L＝[x-(x)y-(y)]T；其中，分别为内、外方位元素近似值的改正数，常数项L中的(x)和(y)是将外方位元素初始值代入共线方程中计算出来的影像坐标近似值；根据最小二乘间接平差原理，可列出法方程式：ATPAΔX＝ATPL(5)；式中：P为观测值的权矩阵，由于是等精度量测，则P为单位矩阵，由此得到法方程解的表达式：ΔX＝(ATA)-1ATL(6)；从而可求出如下改正数：ΔXS、ΔYS、ΔZS、Δω、Δk、Δf、Δx0、Δy0；由于共线方程在线性化过程中各系数取自泰勒级数展开式的一次项，且未知数的初值是比较粗略的，因此进行迭代计算，每次迭代时用未知数近似值与上次迭代计算的改正数之和作为新的近似值，重复计算过程，求出新的改正数，反复趋近，直到改正数小于限值为止，最后得出结果如式(7)-(15)所示：ω＝ω0+Δω1+Δω2+L(11)；k＝k0+Δk1+Δk2+L(12)；f＝f0+Δf1+Δf2+L(13)；从而计算得到拍摄点实际坐标((XS,YS,ZS))和拍摄实际角度参数优选地，所述的控制点的数量大于5个。优选地，步骤中涉及的坐标系为2000国家大地坐标系。本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法，创新地将实景拍摄与建模渲染进行结合，构建出结合实景与模型的建筑效果图，该方法相比于传统的渲染效果图等方式更为直观、准确、快速，同时克服了传统渲染效果图不真实的缺陷，更好地体现待规划建筑与周边实际环境的融合关系。附图说明图1为本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法的流程图图2为本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法用作求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度的原始影像图3为本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法的全景影像拼接过程示意图图4为本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法拼接后得到的全景影像图5为本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法的渲染后的建筑三维模型图6为本专利技术真实环境下建筑效果图制作方法的建筑效果图具体实施方式下面结合附图和实施例具体说明本专利技术。实施例1如图1所示，本实施例提供的真实环境下建筑效果图制作方法，包括以下步骤：1)对目标区域进行定点全景拍摄，得到多张原始影像，同时获取拍摄点的初始坐标；全景拍摄时，相机焦距保持不变，定点拍摄不同角度的多张照片，保证相邻照片之间画面重叠度不低于30％，得到原始影像；2)对始影像进行全景拼接处理，得到目标区域的全景影像；全景拼接处理具体为：利用Photoshop图像处理软件，对原始影像进行亮度、对比度、曝光度调整，使影像清晰、色调一致、色彩过渡自然；再利用PanoramaStudio全景软件进行图像配准，生成全景影像，如图3、4所示；3)在原始影像中选出一幅或几幅全景图像，获取每幅图像对应的相机参数，并在该图像中选取一定数量的控制点，记录控制点在该图像中的像素坐标，并实地测量控制点对应的空间坐标，通过单像空间后方交会方法来求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度；求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度的过程具体如下：利用共线方程式(1)、(2)；其中：(XS,YS,ZS)为拍摄点实际坐标，(X,Y,Z)为拍摄点初始坐标，(x0,y0)为主点坐标，(x,y)为控制点的像素坐标，f为相机焦距，为控制点的空间坐标；其中参数a1-a3，b1-b3，c1-c3具体如下：b2＝cosωcosk；b3＝-sinω；将式(1)、(2)线性化，得到：其中为航向倾角，ω为旁向倾角，k为像片旋角；总误差方程的矩阵形式为：V＝AΔX-L(4)；式中：V＝[vxvy]T；L＝[x-(x)y-(y)]T；其中，ΔXS、ΔYS、ΔZS、Δω、Δk、Δf、Δx0、Δy0分别为为内、外方位元素近似值的改正数，常数项L中的(x)和(y)是将外方位元素初始值代入共线方程中计算出来的影像坐标近似值；根据最小二乘间接平差原理，可列出法方程式：ATPAΔX＝ATPL(5)；式中：P为观测值的权矩阵，由于是等精度量测，则P为单位矩阵，由此得到法方程解的表达式：ΔX＝(ATA)-1ATL(6)；从而可求出如下改正数：ΔXS、ΔYS、ΔZS、Δω、Δk、Δf、Δx0、Δy0；由于共线方程在线性化过程中各系数取自泰勒级数展开式的一次项，且未知数的初值是比较粗略的，因此进行迭代计算，每次迭代时用未知数近似值与上次迭代计算的改正数之和作为新的近似值，重复计算过程，求出新的改正数，反复趋近，直到改正数小于限值为止，最后得出结果如式(7)-(15)所示：ω＝ω0+Δω1+Δω2+L(11)；k＝k0+Δk1+Δk2+L(12)；f＝f0+Δf1+Δf2+L(13)；从而计算得到拍摄点实际坐标(XS,YS,ZS)和拍摄实际角度参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真实环境下建筑效果图制作方法，其特征在于包括以下步骤：1)对目标区域进行定点全景拍摄，得到多张原始影像，同时获取拍摄点的初始坐标；2)对原始影像进行全景拼接处理，得到目标区域的全景影像；3)在原始影像中选出一幅或几幅全景图像，获取每幅图像对应的相机参数，并在该图像中选取一定数量的控制点，记录控制点在该图像中的像素坐标，并实地测量控制点对应的空间坐标，通过单像空间后方交会方法来求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度参数；4)对待规划建筑进行人工三维建模，得到建筑三维模型；5)根据拍摄点实际坐标、拍摄实际角度结合实景拍摄的光线情况对建筑三维模型进行渲染，得到渲染模型；6)将渲染模型与全景影像进行配准融合，得到建筑效果图。

【技术特征摘要】
1.一种真实环境下建筑效果图制作方法，其特征在于包括以下步骤：1)对目标区域进行定点全景拍摄，得到多张原始影像，同时获取拍摄点的初始坐标；2)对原始影像进行全景拼接处理，得到目标区域的全景影像；3)在原始影像中选出一幅或几幅全景图像，获取每幅图像对应的相机参数，并在该图像中选取一定数量的控制点，记录控制点在该图像中的像素坐标，并实地测量控制点对应的空间坐标，通过单像空间后方交会方法来求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度参数；4)对待规划建筑进行人工三维建模，得到建筑三维模型；5)根据拍摄点实际坐标、拍摄实际角度结合实景拍摄的光线情况对建筑三维模型进行渲染，得到渲染模型；6)将渲染模型与全景影像进行配准融合，得到建筑效果图。2.如权利要求1所述的真实环境下建筑效果图制作方法，其特征在于：所述的步骤1)中，全景拍摄时，相机焦距保持不变，定点拍摄不同角度的多张照片，保证相邻照片之间画面重叠度不低于30％，得到原始影像。3.如权利要求1所述的真实环境下建筑效果图制作方法，其特征在于：所述的步骤2)的全景拼接处理具体为：利用图像处理软件，对原始影像进行亮度、对比度、曝光度调整，使影像清晰、色调一致、色彩过渡自然；再利用全景软件进行图像配准，生成全景影像。4.如权利要求1所述的真实环境下建筑效果图制作方法，其特征在于：所述的步骤3)中求解拍摄点实际坐标和拍摄实际角度参数的过程具体如下：利用共线方程式(1)、(2)；其中：(XS,YS,ZS)为拍摄点实际坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡震天，黄炳强，陈启华，文雯，龚章文，王和丽，陶美斌，周晓琴，张伟坤，王昊，
申请(专利权)人：南宁市勘察测绘地理信息院，
类型：发明
国别省市：广西,45