考古学家深入研究摄影测量,使用 NVIDIA 技术创建 3D 模型

作者 Nicole Castro

Daria Dabal 使用 NVIDIA RTX 加速工作流程,并使用 NVIDIA Omniverse 通过现有素材围绕模型创建场景。

考古学家 Daria Dabal 在 NVIDIA 技术的帮助下再现昔日场景。

Dabal 在英国的多个考古现场开展实地考察和挖掘后工作。在过去的五年中,摄影测量(使用照片来创建纹理完整的 3D 模型)在考古学领域日益流行,Dabal 一直在拓展她在这方面的技能,以期创建和渲染高质量的文物和遗迹模型。

在合作伙伴 Simon Kotowicz 的帮助下,Dabal 正在使用两种 NVIDIA 图形技术提高摄影测量扫描技术的水平。

借助 NVIDIA RTX GPU,Dabal 能够加速工作流程以创建 3D 模型并与之交互,从重建缺失元素到添加动画或将其添加至 VR 应用程序,尽在其中。通过 NVIDIA Omniverse 实时协作和模拟平台,她可以使用平台的现有素材库,围绕考古项目创建令人惊叹的场景。

一切都是为了摄影测量

Dabal 很快了解到,高质量的摄影测量需要依靠高质量的数据集。重要的是以正确的方式拍摄照片,这样才能涵盖遗迹、纪念碑或文物的每个区域。

在得到所有所需的图像后,Dabal 就会通过用于摄影测量流水线的工具 Agisoft Metashape 建立 3D 模型。Dabal 将她所有的照片都加载到该应用程序中,该软件随后将这些数据转化为激光点云,即表示 3D 模型的点的粗略集合。

近期,Dabal 和 Kotowicz 接触了 The Flow State XR,该公司旨在提供沉浸式体验及应用程序。他们接到了一个与平时截然不同的新摄影测量项目:为位于伦敦苏豪区中心的著名重金属酒吧 The Crobar 创建 3D 模型。

The Flow State XR 公司将 The Crobar 酒吧的图像发送给二人,以便他们使用这些照片从头开始为整座酒吧建模,然后使用 Adobe Photoshop、Illustrator 和 Substance Painter 创建纹理贴图。Dabal 和 Kotowicz 目前即将完成这个 3D 模型,The Flow State XR 计划项目完成后,将其用作交互式移动应用程序以举办音乐爱好者的 VR 聚会。

The Crobar 酒吧 VR 场景。图片由 Dabal 提供。

RTX 改变 3D 建模工作流程

Dabal 使用了 NVIDIA Quadro RTX 4000 GPU 来大幅加快 3D 建模和渲染工作流程的速度。她表示,用旧款 GPU 处理一个稀疏云模型需要两天的时间,而使用升级后的 RTX 显卡时,处理一个类似的激光点云只需要 10 个小时。

通过 NVIDIA RTX,团队可以更加轻松地旋转和缩放模型中的数百万个点,还可以使用 4K 显示器来查看模型,而这在以前由于激光点云的处理难度是不可能做到的。

Dabal 和 Kotowicz 在 Autodesk 3ds Max 等创作应用程序中也能够体验到性能的加速,他们可以更快地进行迭代并看到图形纹理,而不需要经常渲染。

Dabal 表示:“NVIDIA RTX 显卡能够帮助我们加速模型的创建流程,我们在工作站前耗费的时间更少了,进入渲染阶段的速度也快了很多。”

尼斯修道院钢铁厂的 3D 纹理模型。图片由 Dabal 提供。

Omniverse 为素材共享和场景构建让出空间

Dabal 在参加第一届“使用 Marbles 创作”设计比赛时使用了 NVIDIA Omniverse 的先进功能。在对该平台进行探索之后,Dabal 看到了该平台在改变传统工作流程和考古学图像方面的巨大潜力。

Dabal 参加 NVIDIA Omniverse“使用 Marbles 创作”设计比赛交的作品。

目前,还没有任何工具能够让考古学家在同一位置快速上传素材并与同一项目中的其他人进行分享或协作。

Omniverse 等开放平台为考古学家提供了一个虚拟空间,无论他们在什么地方工作,都可以轻松上传经过摄影测量的文物并相互分享素材。他们还可以在 Omniverse 中放置模型并通过添加树木或农田等元素,创造出惊艳的场景。

Dabal 表示:“目前,大多数考古 3D 模型都应用了黑色背景,所以看起来很假。通常添加额外元素需要耗费的时间很多,但在 Omniverse 中则很容易做到。我在 Omniverse 中很喜欢摆弄预制物体模型来创建场景,这十分容易。”

Dabal 表示,如果考古学家能够访问额外的素材库以及他们自己的所有摄影测量扫描内容,“这将会彻底改变这个领域”。

有了 Omniverse,考古学家可以与世界各地的人们分享项目,也可以模拟火灾或天气条件,让 3D 模型及遗迹变得栩栩如生。

观看 Dabal 的更多作品,并了解有关 NVIDIA RTXNVIDIA Omniverse 的更多信息。

参加 SIGGRAPH 大会上的 NVIDIA 活动,届时我们将展示推动显卡领域未来的技术。我们还将宣布新一届“使用 Marbles 创作:奇妙机器”比赛的获奖者,并首映一部纪录片,该片主要讲述了使用 Omniverse 制作 NVIDIA GTC 2021 主题演讲的过程。