摄影测量高手：Windows 10上使用OpenMVG+OpenMVS的进阶教程

 参考资源链接：[Win10 VS2019下OpenMVG+OpenMVS配置教程：一步到位](https://wenku.csdn.net/doc/84bnwgjrj0?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. 摄影测量与三维重建基础 摄影测量与三维重建是数字世界中用于从二维图像中提取三维信息的技术。这个过程通常通过一系列复杂的算法，将图片中反映的几何、纹理、光照等信息重新整合，以形成一个数字模型。基础概念的理解是掌握更高级技术的基石，为后续章节的技术实施打下坚实的基础。 摄影测量的历史可以追溯到19世纪末，当时科学家们首次尝试通过照片来测量物体的大小和形状。随着计算机视觉技术的发展，这些传统的测量方法已经逐渐演变成以计算机为核心的技术，它利用软件工具进行图像处理和分析，自动识别特征点并构建三维场景。 三维重建技术广泛应用于多个领域，比如游戏开发、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、考古学、工业设计、建筑可视化以及文化遗产保护等。掌握这门技术的IT专业人士，可以将其用于创造创新的应用，并为相关行业提供专业的解决方案。 # 2. OpenMVG与OpenMVS的安装与配置 ### 2.1 系统要求和环境设置 #### 2.1.1 确认Windows 10的系统兼容性 在开始安装之前，首先需要确认所使用的操作系统是否满足OpenMVG和OpenMVS的最低要求。OpenMVG和OpenMVS均为开源的摄影测量软件包，其中OpenMVG专注于多视图几何的基础算法，而OpenMVS则在此基础上实现了多视图立体重建。这些工具通常需要较为现代的操作系统，并且能够支持一些依赖库的安装。对于Windows用户来说，Windows 10是推荐使用的系统版本。用户可以通过官方文档确认支持的系统和库的版本，以确保软件包能够在系统上无误运行。 #### 2.1.2 安装必要的依赖库和工具 在安装OpenMVG和OpenMVS之前，需要安装一系列的依赖库和工具。对于Windows用户，推荐使用vcpkg作为包管理器来安装所需的依赖库。具体步骤如下： 1. 安装vcpkg： ``` git clone https://github.com/microsoft/vcpkg cd vcpkg .\bootstrap-vcpkg.bat ``` 2. 使用vcpkg安装OpenMVG和OpenMVS依赖的库，例如Ceres Solver、OpenCV等： ``` .\vcpkg install ceres-solver .\vcpkg install opencv ``` 3. 在安装好所有必要的库之后，需要将vcpkg安装路径下的`bin`文件夹添加到系统的环境变量`PATH`中，这样在安装OpenMVG和OpenMVS的时候，程序才能够找到并链接这些库。 ### 2.2 OpenMVG的安装 #### 2.2.1 下载和安装OpenMVG OpenMVG的安装过程相对简单。首先从其官方GitHub仓库克隆代码库到本地，然后编译安装。 克隆代码库： ``` git clone --recursive https://github.com/openMVG/openMVG.git ``` 编译安装，假设已配置好CMake和相应的编译环境，例如使用Visual Studio进行编译： ``` cd openMVG mkdir build && cd build cmake .. cmake --build . --target INSTALL ``` #### 2.2.2 配置环境变量 安装完成后，为了方便在命令行中直接调用OpenMVG的工具，需要配置环境变量。例如，假设OpenMVG安装在`C:\openMVG`目录下，那么需要添加`C:\openMVG\bin`到系统环境变量`PATH`中。 ### 2.3 OpenMVS的安装 #### 2.3.1 下载和安装OpenMVS OpenMVS的安装也遵循类似的流程。首先需要从GitHub上下载OpenMVS的源代码： ``` git clone https://github.com/OpenMVS/OpenMVS-release.git ``` OpenMVS的编译安装同样依赖CMake，确保已配置好所有必需的依赖库，编译指令如下： ``` cd OpenMVS-release mkdir build && cd build cmake .. cmake --build . --target INSTALL ``` #### 2.3.2 验证安装成功与基本配置 安装完成后，用户可以通过运行OpenMVG和OpenMVS提供的简单示例来验证安装是否成功。例如，可以尝试使用OpenMVG命令行工具来匹配一组图片中的特征点，或者使用OpenMVS重建一个简单的3D模型。这个过程不仅能够验证软件的功能，同时也是熟悉工具的一个好方法。如果在执行过程中遇到错误，请检查环境变量设置以及依赖库的版本是否与官方要求一致。 这一章节从基础环境搭建出发，详细介绍了OpenMVG和OpenMVS的安装步骤，并提供了实用的验证方法。为接下来在三章和四章中进行的特征匹配、稀疏重建和密集重建操作打下了坚实的基础。 # 3. 使用OpenMVG进行特征匹配和稀疏重建 ## 3.1 理解特征提取与匹配 特征提取是计算机视觉和摄影测量领域中的一个核心概念。在图像中识别出显著的点、边缘或模式，可以用于图像间的对齐、目标检测以及图像匹配等任务。而在三维重建过程中，特征提取和匹配则为建立图像之间的对应关系提供了理论基础。 ### 3.1.1 特征提取的理论基础 在视觉信息处理领域，特征提取的算法旨在从图像数据中提取出那些对于图像内容