重构导出对话框

概述

重构导出是一种倾斜摄影模型处理工具，提供从倾斜摄影模型读取到 OBJ/FBX 模型导出的完整工作流程。

该功能包含网格简化、点云处理、网格重建、模型优化和纹理烘焙等常用算法，允许用户通过界面配置处理步骤，将倾斜摄影模型转换为适用于多种用途的三维模型。

打开文件或工程后，右键点击矢量或地块后，点击 菜单栏 -> 导入/导出 -> 重构导出OBJ/FBX 按钮，即可打开重构导出对话框。

如图：

功能组成

• 模型处理：支持采样、简化、重网格化等基础几何处理功能
• 纹理处理：可保留原始模型的外观信息，生成新的纹理贴图
• 流程设置：允许用户组合不同处理步骤，根据需求调整参数
• 常用预设：提供简化、修复和单体化等预设方案，简化操作流程

应用场景

• 局部区域处理：针对建筑、桥梁等特定区域进行处理
• 简化导出：通过简化、重构算法，导出简化模型
• 区域导出：通过限制读取级别和面数，处理较大区域的模型
• 模型修复：处理模型间隙、删除多余组件，提高模型完整性
• 纹理重建：为处理后的模型生成新的 UV 贴图和纹理

输出用途

处理后的模型可用于：

• GIS 系统中的地理对象
• 游戏开发中的场景资产
• 设计软件中的参考模型
• 虚拟现实应用的场景元素
• 可视化平台的展示模型

重构导出工具通过提供多种处理选项，帮助用户根据实际需求对倾斜摄影模型进行适当的处理和优化。

界面布局

重构导出对话框分为以下几个主要区域：

• 左侧区域：显示结果层列表和细节信息
• 中央区域：3D 模型预览窗口
• 右侧区域：流程控制面板，包含预设选择、处理步骤配置和导出选项

基本操作流程

选择预设流程

1. 点击界面右上方的"流程预设"下拉按钮
2. 从预设列表中选择一个适合您需求的预设流程

自定义处理步骤

添加处理步骤

1. 点击"流程设置"旁边的"+"按钮
2. 从弹出的菜单中选择要添加的步骤类型
3. 新步骤将添加到流程列表中

配置步骤参数

1. 在流程列表中点击要配置的步骤
2. 在步骤面板中设置相关参数
3. 点击步骤中的"执行"按钮应用设置

调整步骤顺序

• 通过拖放方式调整流程列表中步骤的顺序
• 步骤的执行将按照列表中的顺序进行

删除步骤

• 点击步骤面板中的删除按钮移除不需要的步骤

执行处理流程

1. 配置完所有步骤后，系统将按照步骤列表顺序依次执行处理
2. 执行过程中，步骤状态会自动更新
3. 处理过程可能需要一些时间，请耐心等待

查看处理结果

• 处理结果会在左侧的结果层列表和 3D 预览窗口中查看对应结果
• 在"细节"面板中可以查看当前选中结果的详细属性信息

调整视图选项

见三维视窗，此外可以使用"点大小"滑块调整点集点的显示尺寸

导出结果

1. 选择"导出格式"（支持 FBX 和 OBJ）
2. 设置"导出路径"指定保存位置
3. 点击"导出"按钮执行导出操作
4. 等待导出完成，系统会显示导出状态信息

流程预设

重构导出功能提供多种预设流程，便于用户根据不同需求快速配置处理步骤。这些预设按处理目标分为三大类别，每类下包含多个针对性预设方案。

预设类别

简化

面向常规模型简化需求，减少面数并优化网格结构。

• 基础导出

  • 描述：基础的只进行网格合并的模型导出
  • 适用场景：原始模型质量良好，仅需简单合并瓦片
  • 包含步骤：读取 → 网格合并 → 导出
  • 优点：保留原始模型的全部细节，处理速度快

• 网格简化

  • 描述：通过边折叠对模型网格进行简化后导出
  • 适用场景：需要减少模型面数，提高渲染性能
  • 包含步骤：读取 → 网格合并 → 简化 → 纹理烘焙 → 导出
  • 优点：有效减少面数同时保持模型主要特征，有利于后续手工/算法处理

• 重网格化

  • 描述：通过重网格化将模型网格重构后导出
  • 适用场景：原始模型网格质量不佳，需要改善三角形分布
  • 包含步骤：读取 → 网格合并 → 重网格化 → 纹理烘焙 → 导出
  • 优点：生成更规则均匀的网格，便于后续编辑处理

修复

专注于解决模型拼接问题，消除网格间隙和重叠区域。

• 点集网格重建

  • 描述：从原始模型采样点集、重新三角化后导出
  • 适用场景：指定层级导出等场景下，瓦片间的间隙无法直接合并时
  • 包含步骤：读取 → 采样 → 推进前沿重建 → 纹理烘焙 → 导出
  • 优点：通过重新生成表面来解决难以直接修复的拼接问题

• 网格腐蚀桥接

  • 描述：删除网格重叠部分并重新拼接导出
  • 适用场景：模型有明显重叠区域和接缝问题时
  • 包含步骤：读取 → 网格合并 → 重网格化 → 重叠腐蚀 → 边界桥接 → 纹理烘焙 → 导出
  • 优点：生成干净无缝的连续表面

单体化

实现模型低多边形化，提取主要结构特征。

• 点集平面逼近
  • 描述：从原始模型采样点集、检测平面后，基于平面重建模型
  • 适用场景：需要低多边形模型，特别是建筑物等具有明显平面特征的模型
  • 包含步骤：读取 → 采样 → 平面检测 → 基于平面的网格重建 → 纹理烘焙 → 导出
  • 优点：可以输出优于直接网格简化的低多边形模型，保留主要平面特征

使用预设流程

1. 在界面右上方选择处理目标类别（简化、修复或单体化）
2. 在预设列表中选择适合您需求的具体预设方案
3. 点击"确认"按钮应用预设
4. 系统将自动配置相应的处理步骤和参数
5. 预设应用后，您仍可以根据需要调整各步骤的具体参数

自定义预设

除了系统提供的预设方案外，您还可以基于预设进行自定义调整：

1. 先选择一个接近您需求的预设方案
2. 应用后，添加、删除或调整处理步骤
3. 调整各步骤的参数以获得最佳效果
4. 执行自定义流程

选择合适的预设可以显著简化工作流程，为大多数常见任务提供优化的处理路径。对于特殊需求，建议从最接近的预设开始，再进行针对性调整。

处理步骤详细说明

重构导出功能提供了以下多种处理步骤，每种步骤具有特定的功能和参数设置：

数据准备

读取

• 功能：加载和准备原始数据
• 参数：
  • 最大级别：控制读取的最大层级数量（下拉选择）
    • 级别越高，加载的数据越详细，但处理时间和内存需求也越高
    • 级别越低，加载的数据越简化，但可能丢失一些细节
  • 最大面数：限制加载的最大三角形数量
    • 当加载的三角形数量达到此值时，会停止继续加载数据
    • 较低的值可以防止处理超大模型时内存溢出
    • 设置为较高的值时，可以加载更完整的模型数据，但可能影响性能
• 说明：
  • 读取必须作为重构流程的第一步使用
  • 根据处理需求和计算机性能选择合适的最大级别和面数限制
  • 读取完成后会显示实际加载的瓦片数量和面数统计信息
  • 处理大型模型时，请合理设置参数以平衡质量和性能需求

点云处理

采样

• 功能：基于输入的网格模型生成点集，通过不同采样方式控制点的数量和分布
• 参数：
  • 采样方法：决定如何从网格生成点集
    • 网格：通过网格划分方式进行采样，具有以下子参数：
      • 网格间距：控制采样网格的大小，值越小生成的点越多
      • 采样表面：是否从三角面中采样点
      • 采样边界：是否从三角边采样点
      • 采样顶点：是否保留原始模型顶点
    • 顶点：仅保留原始模型顶点，无需额外参数
• 说明：
  • 采样步骤需要网格数据作为输入，通常放在读取步骤之后
  • 网格采样方式提供更多的控制选项，适合大多数模型处理情况
  • 顶点采样方式适合仅需保留原始模型顶点位置的情况
  • 网格间距过小可能导致点数过多（系统限制最多 2 亿点）
  • 可通过选择性开启"采样面"、"采样边"和"采样顶点"选项来控制采样点的分布
  • 采样结果会保留原始模型的法线信息

WLOP 简化

• 功能：使用加权局部最优投影方法对点云进行简化和规整化处理
• 参数：
  • 目标类型：指定简化的目标方式
    • 点数：直接指定简化后保留的点数量
    • 百分比：指定保留原始点云的百分比（1-100%）
  • 邻接半径：控制简化过程中考虑的邻域大小
    • 较大的半径会产生更平滑的结果，但可能丢失细节
    • 较小的半径可以保留更多细节，但效果可能不够明显
  • 优化迭代：算法执行的迭代次数（默认 35 次）
    • 更多迭代可以获得更均匀的分布，但处理时间也更长
  • 统一采样：是否强制点云分布更加均匀
    • 启用后会使点云间距更加一致，适合后续处理
    • 禁用时会更好地保留原始点云的密度分布特性
• 说明：
  • WLOP 简化需要点集作为输入，可以放在采样或其他点云处理步骤之后
  • 该方法不仅减少点数，还能有效去除噪声并使点分布更加均匀
  • 处理结果会保留原始点云的法线信息
  • 简化过程可能较为耗时，特别是当迭代次数较多时

栅格简化

• 功能：通过空间栅格划分方式对点云进行均匀简化
• 参数：
  • 栅格大小：控制空间划分的栅格单元大小
    • 设置为 0 时自动使用点云平均间距的 1.414 倍
    • 值越小保留的细节越多，但简化效果越不明显
    • 值越大简化效果越明显，但可能丢失更多细节
  • 栅格必要点数：每个栅格单元内保留的点数量（默认为 1）
    • 增加该值可在保持点云整体形状的同时减少噪点
    • 当设置为 1 时，每个栅格单元只保留一个点
    • 较大的值会使简化后的点云在某些区域保持更高的密度
• 说明：
  • 栅格简化需要点集作为输入，适合放在采样或其他点云处理步骤之后
  • 这是一种高效的简化方法，处理速度快且内存消耗低
  • 相比 WLOP 简化，栅格简化不会调整点的位置，仅通过选择性保留部分点来实现简化
  • 该方法会保留点云的法线信息和聚类信息
  • 对于包含平面区域的建筑类模型，栅格简化通常表现良好

平面检测

• 功能：在点云中检测和分割平面区域
• 参数：
  • 邻接半径：控制检测时考虑的邻近点范围
    • 值为 0 时自动设为点云平均间距的 2.5 倍
    • 值越大检测的平面连续性越好，但可能会合并不同平面
    • 值越小可以更精确地区分相邻平面，但可能导致过度分割
  • 最大距离：点到平面的最大容许距离
    • 值为 0 时自动设为点云平均间距的 2.5 倍
    • 增大此值可以容纳更多噪声点，但可能降低平面的精度
    • 减小此值可以提高平面边界的精确性，但对噪声更敏感
  • 最大角度：法线偏差的最大角度（默认 25 度）
    • 控制点法线与平面法线之间允许的最大偏差角度
    • 角度越小，检测的平面越平整，但可能识别较少
    • 角度越大，可以检测到更弯曲的表面，但可能不够精确
  • 最少点数：一个平面区域包含的最少点数（默认 100）
    • 值越大可以过滤掉小的噪声平面
    • 值越小可以检测到更小的平面结构
• 说明：
  • 点集平面检测需要点集作为输入，适合放在采样或其他点云处理步骤之后
  • 检测结果会以不同颜色标记不同的平面区域，便于观察和后续处理
  • 如果检测不到平面，可以尝试增大最大距离和最大角度参数
  • 检测结果会保留为点云格式，并添加聚类信息标识不同平面
  • 检测到的平面信息可用于后续的模型重建和优化过程

网格重建

推进前沿重建

• 功能：使用推进前沿算法从点云生成三角网格表面
• 参数：
  • 最大边长：控制生成的网格中三角形边的最大长度
    • 设置为 0 表示无限制
    • 较小的值会产生更密集的网格，但可能无法连接较远的点
    • 较大的值允许连接更远的点，但可能在稀疏区域生成不合理的三角形
    • 该参数显著影响重建速度
  • 半径比界限：控制三角形的形状质量（默认值为 5）
    • 值越小生成的三角形越规则，但可能无法完全覆盖表面
    • 值越大可以覆盖更多区域，但可能产生细长的三角形
    • 建议保持默认值，除非有特殊需求
  • β 角度：控制表面生长过程中的角度限制（默认 30°）
    • 角度越小生成的表面越平滑，但可能无法重建尖锐特征
    • 角度越大可以重建更多细节和尖锐特征，但可能导致表面不平滑
• 说明：
  • 推进前沿重建需要点集作为输入，通常放在点云处理步骤之后
  • 该算法适合处理具有均匀分布点的模型，能较好地保持表面细节
  • 生成的结果为三角网格，可用于后续的网格处理和优化
  • 对于有孔洞或分离部分的点云，可能需要配合其他步骤进行处理
  • 建议先进行点云简化或滤波处理再使用该步骤

网格处理

简化

• 功能：通过边缘折叠算法简化网格，在尽量保持几何特征的同时减少三角形数量
• 参数：
  • 目标面数：控制简化后的三角形数量
    • 值越小简化效果越明显，但可能丢失更多细节
    • 值越大保留更多细节，但简化效果有限
  • 方法：简化使用的算法选择
    • LindstromTurk：以保持体积、形状和边界特性为目标的简化方法
      • 体积权重：控制保持原始体积的重要性（默认 0.5）
      • 边界权重：控制保持边界特征的重要性（默认 0.5）
      • 形状权重：控制保持三角形形状的重要性
    • GarlandHeckbert：基于二次误差度量的简化方法
      • 策略：提供多种折叠策略选择
        • 平面：基于平面几何特性的折叠
        • 概率平面：在平面策略上添加概率因素
        • 三角形：基于三角形保持的折叠
        • 概率三角形：在三角形策略上添加概率因素
• 说明：
  • 简化步骤需要网格数据作为输入
  • 对于具有复杂几何特征的模型，推荐使用 LindstromTurk 方法
  • 对于需要更快处理速度的情况，可以选择 GarlandHeckbert 方法
  • 当原始模型面数小于目标面数时，将不执行简化操作
  • 简化结果保持原始模型的基本形状，但细节程度降低

网格合并

• 功能：专门用于处理倾斜摄影模型中的瓦片拼接问题，将分块加载的网格模型沿边界合并，消除瓦片间接缝，形成连续统一的表面
• 参数：
  • 合并类型：控制合并过程中的处理策略
    • 默认：适用于 CC 生成的模型
    • 大疆：针对大疆生成的模型优化，专门处理其特有结构
• 说明：
  • 网格合并步骤必须在读取步骤之后使用
  • 主要目的是处理倾斜摄影瓦片分页间的边缘合并，解决模型分块导致的接缝问题
  • 针对大型复杂模型，合并过程可能较为耗时
  • 网格合并不合并地块间的边缘（可以使用腐蚀桥接预设或使用重叠腐蚀+边界桥接步骤）

重网格化

• 功能：使用各向同性重网格化算法重新构建模型网格，生成更加均匀和规则的三角形分布，提高网格质量
• 参数：
  • 目标边长：控制重构后网格的三角形边长
    • 设置为"自动"（值为 0）时，将使用输入网格的平均边长
    • 值越小生成的网格越精细，三角形数量越多
    • 值越大生成的网格越粗糙，三角形数量越少
• 说明：
  • 重网格化需要网格模型作为输入
  • 该步骤不改变模型的整体形状，仅优化网格的三角形分布
  • 处理结果为具有更均匀三角形分布的网格模型
  • 对于具有不规则三角形或网格质量低的模型特别有用
  • 可用于改善后续处理步骤（如边界处理、纹理映射）的效果
  • 处理大型模型时可能需要较长时间

边界和孔洞处理

边界桥接

• 功能：检测并连接网格模型中的分离边界，通过创建新的三角面片来填补边界间的缝隙，使模型更加完整连续
• 参数：
  • 桥接阈值：控制边界点连接的距离阈值
    • 设置为"自动"（值为 0）时，将使用输入网格平均边长的 2 倍作为阈值
    • 值越小连接更精确，但可能无法连接较远的边界
    • 值越大可以桥接更远的边界，但可能产生不合理的连接结构
• 说明：
  • 边界桥接需要网格数据作为输入
  • 边界桥接通常应在重叠腐蚀步骤之后使用
    • 重叠腐蚀先清除重叠区域，创建干净的边界
    • 然后边界桥接将这些边界连接起来，形成完整的表面
    • 这种顺序产生的结果质量更高，边界连接更自然
  • 特别适用于修复模型中的开放边界、裂缝和分离区域
  • 对于多块模型的连接（如倾斜摄影地块之间的连接）特别有效
  • 完整的处理流程通常为：网格合并 → 重网格化 → 重叠腐蚀 → 边界桥接
  • 处理结果会在保持原始形状的同时，增加连接边界的新三角形

补洞

• 功能：自动识别并填充网格模型中的孔洞，通过创建新的三角形面片来封闭开放边界，提高模型的完整性和连续性
• 参数：
  • 最大长度：限制要填充的孔洞周长
    • 设置为"自动"（值为 0）时，将使用输入网格平均边长的 9 倍
    • 超过此长度的孔洞将不会被填充
    • 较小的值可以避免填充可能是模型本身特征的大型开口
  • 最大顶点数：限制要填充的孔洞边界顶点数量
    • 设置为"不限制"（值为 0）时，所有孔洞都会被考虑
    • 超过此值的复杂孔洞将不会被填充
    • 该参数可以控制填充的复杂度
  • 密度系数：控制填充网格的密度（默认值为 1.41）
    • 值越小生成的填充网格越稀疏
    • 值越大生成的填充网格越密集，质量越高
  • 平滑度：控制填充表面的平滑程度（0-2）
    • 0：不进行平滑处理
    • 1：进行 C^1 连续性平滑（默认值）
    • 2：进行 C^2 连续性平滑，生成更光滑的填充区域
• 说明：
  • 补洞需要网格数据作为输入

重叠腐蚀

• 功能：识别并腐蚀网格模型中的重叠区域，移除模型中冗余的三角面片，创建干净的边界，为后续的边界桥接做准备
• 参数：
  • 重叠阈值：控制腐蚀边界的范围
    • 设置为"自动"时，将使用输入网格的平均边长作为阈值，一般自动即可
• 说明：
  • 重叠腐蚀需要网格数据作为输入
  • 该步骤适用于处理倾斜摄影地块间的重叠区域
  • 在完整的处理流程中，通常应在网格合并步骤之后使用
  • 腐蚀后会生成干净的边界，这些边界适合通过边界桥接步骤连接起来
  • 推荐的处理顺序是：网格合并 → 重网格化 → 重叠腐蚀 → 边界桥接

模型优化

组件过滤

• 功能：自动识别并筛选网格模型中的连通组件，根据面积大小或数量条件保留或移除特定组件，用于清理模型、去除噪声或提取关键结构
• 参数：
  • 过滤规则：控制组件筛选的方式
    • 面积降序：按面积从大到小排序组件，保留指定数量的最大组件
      • 保留个数：设置要保留的组件数量（默认为 1，即仅保留最大组件）
    • 面积升序：按面积从小到大排序组件，保留指定数量的最小组件
      • 保留个数：设置要保留的组件数量
    • 面积大于：仅保留面积大于指定阈值的组件
      • 面积阈值：设置面积的最小值（单位为平方米）
    • 面积小于：仅保留面积小于指定阈值的组件
      • 面积阈值：设置面积的最大值（单位为平方米）
• 说明：
  • 组件过滤需要网格数据作为输入
  • 处理前会先进行边界缝合操作，改善模型的连通性
  • 该步骤特别适用于以下场景：
    • 清除模型中的浮动碎片和小型噪声组件
    • 提取模型中最主要的结构（通常是最大组件）
    • 分离模型中特定大小的部分进行单独处理
    • 去除扫描或重建过程中产生的离群小块
  • 对于大多数清理操作，建议使用"面积降序"规则并保留 1 个组件
  • 处理结果会保留满足条件的组件，删除其余组件
  • 该步骤通常应放在网格处理或修复步骤之后，导出前使用

纹理处理

纹理烘焙

• 功能：从读取步骤的原始模型中提取纹理，并烘焙到当前处理的网格上，使处理后的模型保持原始的视觉效果
• 参数：
  • 纹理大小：控制生成的纹理图像分辨率
    • 值越大生成的纹理越精细
    • 常用值包括 1024、2048、4096 等 2 的幂次值
  • 纹理精度：控制纹理分辨率的密度，单位为"像素每米"
    • 设置为"自动"时根据模型尺寸自动计算合适的精度
    • 值越大表示每米物理距离包含更多像素，纹理细节越丰富
    • 值越小表示每米物理距离包含较少像素，纹理占用空间更小
    • 对于细节丰富的模型，建议使用较高的值
  • 边界扩展：控制纹理边界的扩展范围
    • 较大的值可以减少纹理边缘的接缝问题
    • 较小的值可以保留更多有效纹理区域
• 说明：
  • 纹理烘焙仅处理模型的纹理，不修改模型的几何结构
  • 烘焙步骤采用前面处理步骤的网格，但从读取步骤的原始数据中提取纹理信息
  • 处理过程包括以下几个阶段：
    • 自动进行 UV 展开，为模型创建纹理坐标
    • 从原始数据中提取纹理并应用到模型上
  • 烘焙是处理流程中的最后一个步骤，通常在所有几何处理完成后执行
  • 烘焙后的模型将包含统一的纹理，便于后续编辑和导出
  • 对于大型模型和高分辨率纹理，处理可能需要较长时间和较大内存

导出

• 功能：将处理后的模型数据保存为标准 3D 文件格式，便于在其他软件中使用
• 参数：
  • 导出格式：选择要生成的文件格式
    • FBX：适用于动画和渲染软件，如 3ds Max、Maya 等
    • OBJ：广泛支持的通用格式，适用于大多数 3D 软件
  • 导出路径：指定导出文件的保存位置和名称
• 说明：
  • 导出会等待所有流程步骤完成
  • 大型模型导出可能需要较长时间，特别是包含高分辨率纹理时