WAVE-3D Reconstruction

Windows 上基于 OpenMVG + OpenMVS 的3D重建平台

1 Preview

平台运行效果的简短视频：

Preview.mp4

2 Introduction

精简与融合

• 性能优化：通过裁剪和封装 OpenMVG+OpenMVS代码，优化性能，减少冗余计算，提升重建效率。
• 完整流程：融合 OpenMVG (SfM) 和 OpenMVS (MVS) 流程，提供从 SfM 到 Mesh 生成的完整解决方案。

可视化应用

• 基于 Qt5 框架 的桌面应用，直观、易用的操作界面让用户轻松完成三维重建任务。

数据集测试

测试了多种外部数据集：

1. 树莓派拍摄数据集（如预览中的砖块场景）

2. 手机拍摄的自定义数据（如校图书馆的石狮子模型）

   

3. 开源数据集：

   • COLMAP South Building

     

   • OpenMVG SceauxCastle

     

   • DTU MVS Data Set–2014 set6

     

   • ETH3D Test data statue

     

3 Requirements

• CUDA 版本：12.5（必须，否则在执行 MVS 时可能会闪退）
• Windows 版本：10 或 11
• 磁盘容量：至少 500MB 可用空间
• 推荐显卡：支持 CUDA 的 NVIDIA 显卡

4 Install

通过 MSI 安装

1. 下载 Release 中 Latest 的安装包：WAVE-3D-Recon.msi
2. 运行安装包，并按照安装向导完成安装
3. 安装完成后，桌面会生成一个快捷方式 WAVE-3D-Recon，通过该快捷方式可以打开应用。也可以直接前往安装目录，运行 QtGUI.exe 打开应用

5 Build

本项目使用 VS2022 + Qt 5.15.2_msvc2019_64 为开发环境，除了 Qt 所有的外部库均使用 vcpkg 进行安装：

完整安装的库的列表请见 vcpkg_list.txt

5.1 主要库

1. Boost
   • boost-accumulators, boost-algorithm, boost-atomic, boost-filesystem, boost-thread ……
2. OpenCV
   • opencv4, opencv4[dnn], opencv4[jpeg], opencv4[png], opencv4[tiff], opencv4[webp]
3. Eigen3
   • eigen3
4. Ceres
   • ceres, ceres[cxsparse], ceres[lapack], ceres[suitesparse]
5. Qt
   • qt5-base, qt5-svg
6. OpenMVS
   • openmvs, openmvs[ceres], openmvs[cuda], openmvs[nonfree], openmvs[openmp]
7. OpenMVG
   • openmvg, openmvg[openmp], openmvg[software]

5.2 其他库

1. ceres
   • ceres, ceres[cxsparse], ceres[lapack], ceres[suitesparse]
2. lapack
   • lapack-reference, lapack-reference[blas-select], lapack-reference[noblas]
3. suitesparse
   • suitesparse
4. libssh
   • libssh
5. sqlite3
   • sqlite3, sqlite3[json1]

5.3 独立 SDK

将生成的包从已安装目录导出到独立的开发人员 SDK。

vcpkg export 生成独立、可分发的 SDK（软件开发工具包），可在另一台计算机上使用而无需单独获取 vcpkg

下载 Release 中的 vcpkg-export-20250116-214440.7z，解压后直接在解压的目录中运行命令：./vcpkg.exe integrate install 即可集成到 VS 中

6 Usage

6.1 设置参数

用户需要首先配置以下四个关键参数：

1. 配置相机内参

   • 输入相机的 K 矩阵，格式如图所示：

     

2. 选择图片路径

   • 从本地选择存放图片的文件夹（注意：路径不能包含中文）

     

3. 选择匹配算法（可选）

   • 通过下拉菜单选择匹配算法，默认值为 AKAZE_FLOAT：

     

4. 选择保存格式（可选）

   • 通过下拉菜单选择保存的文件格式，默认值为 .ply：

     

6.2 执行 SFM 和 MVS

1. 执行 SFM
   • 点击“执行 SFM”，平台将开始生成稀疏点云，处理完成后会将结果显示在可视化窗口中
2. 执行 MVS
   • 点击“执行 MVS”，系统将生成中间产物，包括稠密点云、粗 Mesh 和精细 Mesh，并输出最终带有贴图的 Mesh 模型

6.3 结果可视化（各环节产物）

• 用户可以通过各环节结果的可视化按键检查中间产物，例如下图显示了稠密点云的可视化效果：

6.4 自定义可视化

• 如果用户有自己的点云文件需要查看，可点击“自定义可视化”按键，选择本地点云文件，结果将在流程结果显示区中展示（注意：路径不能包含中文）

• 可以支持 .mvs 、.ply 的格式

  

7 Troubleshooting

常见问题：

• 点击“执行MVS”时闪退，这是因为用户的cuda版本与要求的不对上（固定12.5）。
• 拖动点云时闪退，这是因为用户点击到了稠密点云中的某个点引起问题。
• 提示 K 矩阵不合格，用户需要检查自己的输入法是否正确，输入法为英文，且确保和格式一致，数字不能有逗号。
• 点击“显示纹理”时卡顿，这是因为纹理加载较久，可视化窗口更新不及时。