倾斜摄影测量和游戏的未来

近年来，游戏、虚拟现实和增强现实以及其他沉浸式体验取得长足发展，而他们的发展也慢慢撬动了摄影测量学的大门。与Unreal Engine等游戏引擎结合倾斜摄影测量打破传统三维建模模式，使游戏环境以及角色看起来几乎是最贴近现实的展示，而游戏开发人员他们所追寻的正是这种真实的沉浸感，我们今天就来看看倾斜摄影测量将在游戏中扮演的角色。

什么是倾斜摄影测量？

倾斜摄影技术它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像，通过建模软件运算获得仿真的地表三维模型。

我们可以从地面拍摄照片，也可以使用无人机、直升机甚至卫星。生成的实景三维模型带有坐标信息可以进行准确的测量而且可以很容易导入到游戏引擎中展现出逼真的世界。

从地图到黑客帝国

在游戏之前，摄影测量最初出现在19世纪中，主要用于制作地形图。随着科技不断的发展摄影测量也逐步渗入到其他行业，从从建筑到考古、医疗、制造、工程甚至电影中。

其中电影的应用中最为有名的要数《黑客帝国》中基努 · 里维斯在屋顶上向后弯腰躲避子弹场景。为了完美展示这个镜头，该团队整个环境都是用摄影测量来进行精细化制作，用上百台相机进行360度环绕拍摄，捕获的二维静止图像经过处理并合并在一起以创建三维运动的错觉。该过程是摄影测量如何从二维图像构建三维世界和行动的一个微观示例。

除了《黑客帝国》这种大场景的制作，倾斜摄影测量制作出来的超逼真小场景三维动画也是非常惊艳。

国外有个Creative Shrimp团队，该团队在网上发布过很多以倾斜摄影测量制作的小场景三维动画，非常惊艳广受网友好评。

模型截图

三维成品可点击视频查看

Creative Shrimp团队首先会对选取场景利用无人机和相机进行倾斜三维建模，主要用的软件是Reality Capture和Blender。使用Reality Capture进行建模并结合Blender进行重建、修复漏洞和完善缺失的部分。

对于如此逼真的模型效果，游戏设计师和开发人员采用倾斜摄影测量技术来构建超现实世界也是有一定道理的。

游戏革命

游戏地图和场景的设计是一个游戏的基础但对游戏体验确起着关键性的作用，它承载游戏中的各种资源，是游戏系统中非常重要的组成部分。

早在2014年倾斜摄影测量的游戏先驱一款恐怖冒险游戏《伊桑·卡特的消失》为了更好的游戏体验，将倾斜实景三维模型放入了游戏中。该游戏工作室经过不断的尝试找到了一款适合自己的软件Agisoft PhotoScan，并开始大量的制作三维模型。最后还通过倾斜摄影测量将波兰的 Karkonosze 山脉带入了游戏，让游戏玩家更加有身临其境的真实体验。

《伊桑·卡特的消失》游戏团队使用PhotoScan建模

将倾斜三维模型导入游戏场景中

为了将现实世界真实存在的建筑场景更加“细腻”地在游戏中体验，微软的《竞速飞驰（Forza Motorsport）》利用摄影测量和LiDAR扫描来重建具有终极真实感的标志性赛道，同时也将较为著名的现实场景完全克隆到游戏中，利用摄影测量大大的减少了游戏工作室的建模时间。

为了匹配游戏环境，小到一个岩石、墙墩、树棍都是采用倾斜摄影测量来制作完成。

相比上面两款游戏《Puzzling Places》则是一款基于倾斜摄影测量技术开发的休闲益智拼图VR游戏。团队在制作为了更精细的模型效果，通过“空地一体”地面相机（Sony A7rii）和无人机（DJI Mavic 2 Pros、DJI Inspire）的结合，并在倾斜摄影测量技术无法完成的地方部署激光雷达，尽可能对建筑的每一个细节都进行数据采集。最后通过RealityCapture建模软件生成实景三维模型，每个场景都是1:1实景三维还原。

除了游戏厂商外，行业内的测绘公司也积极探索倾斜实景三维模型在游戏中的应用。美国一家测绘公司就利用现有的倾斜实景三维模型中添加了逼真的天气和灯光效果，通过渲染制作一个真实的虚拟世界并开始向游戏厂商进行推广。

基于实景三维制作的虚拟世界

倾斜摄影测量和游戏的未来

在这个技术不断迭代的时代，很期待在未来我们所处的行业能与游戏擦出不一样的火花。倾斜摄影测量和LiDAR这两项工作不管是从数据采集还是处理都是测绘地信企业的核心服务，随着它们在游戏行业中的成熟，我们完全有能力满足市场需求。

随着虚幻引擎Unreal Engine技术的完善并与GIS的互补，实景三维将更轻松更好地还原我们所看到的世界。我们所采集和处理的实景三维模型则作为底层数据支撑着游戏引擎的舞台，因此，在未来将倾斜摄影测量的“真实世界”与游戏引擎可视化相结合时，一定是个充满机遇的世界。

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