众趣科技空间重建——真实再现物理世界的三维空间

科技与想象力本身就是一对孪生兄弟。

电影《星际迷航》中曾有一段这样的故事情节：电影中的主角们利用空间重建技术瞬间重建整个星球，甚至能够重构出新的生命形态。尽管今天我们尚未实现，但空间重建技术对于现实物理世界而言已然不是陌生的概念。

上期我们初步认识了数字孪生，今天我们来聊聊数字孪生中的关键技术——空间重建技术。

一、何为空间重建？

 空间重建技术是数字孪生实现虚实结合的关键技术，是将物理世界宏观部分中“场”和“物”的对象映射到元宇宙实现数字孪生的过程。

空间重建技术一般包括数据采集、数据处理、三维建模、纹理映射、模型优化等步骤。

其中，数据采集是空间重建的基础，可以通过相机、激光雷达、RGB-D 相机等设备获取图像或点云数据；数据处理是对采集的数据进行预处理和过滤，去除噪声和异常值，提高数据的质量和精度；三维建模是利用相关算法和技术，对处理后的数据进行三维重建，生成逼真的三维模型；纹理映射是将模型的表面细节和颜色信息映射到模型表面，提高模型的逼真度和可视化效果；模型优化是对重建的模型进行优化和处理，提高模型的精度和质量。

从方式上来看，可大致分为两类。

一种是基于视觉几何的传统三维重建，这种三维重建算法技术相对成熟，主要通过多视角图像对采集数据的相机位置进行估计，再通过图像提取特征后进行比对拼接完成二维图像到三维模型的转换。

另一种是基于深度学习的三维重建，这种方法主要使用了深度神经网络超级强大的学习和拟合能力，可以对 RGB 或 RGBD 等图像进行三维重建，通过各种神经网络主动学习单个或多个角度的二维拍摄照片的物体特征，例如形状扭曲、颜色变化、光感变化等，还原出物体原本的三维模型。

二、众趣科技的三维重建构想

 作为空间数字孪生云服务商中的一员，众趣科技一直对三维重建技术的基础研究与行业落地进行着积极探索。

从技术角度来看，三维重建技术目前主要分为两类：一类是小物体的三维重建，另一类是大场景的重建。小物体的三维重建如桌子、椅子、花瓶和人体等。「大场景」则是指对房屋、闲置楼宇和工厂园区等空间场景进行的三维重建。

在众趣科技的构想里，三维重建技术在行业中的应用不仅仅只是对房屋、闲置楼宇和工厂园区的宏观空间场景的重建上，更重要的是能够深入空间场景的微观细节中，结合 IOT 和模拟仿真等技术，为企业赋予数据支持的同时指导企业的实际生产和决策。

而这一构想的背后是众趣科技多年来的技术实力沉淀。

1、多传感器融合，高质量数据采集工具集成

在空间三维重建中，单一传感器往往难以满足所有需求。例如，单目相机无法直接获取深度信息，而激光扫描仪可能无法捕捉到细节纹理。

众趣科技自研的 SPACCOM 系列空间扫描设备，形成了完整的针对于不同应用场景三维数据采集需求的设备矩阵，包括 3D 激光扫描仪、3D 扫描相机和 AI 三维相机等多款硬件产品，在数据入口环节即形成优势壁垒，为空间三维的数据精准度与采集成本提供了技术实力保障。

3D 激光扫描仪实现了毫米级误差的有效采集，采用高精度激光雷达精准获取空间深度信息，更可实现高达 100 米的超大量程半径，实现高采集率。

3D 扫描相机基于红外技术，可以同时采集室内空间的三维数据和色彩数据，误差<2%；同时，配备三组传感器实现高还原度画面。

2、自研算法，确保数据处理的稳定性

众趣通过自研的机器视觉+SLAM、图像处理和 AI 算法在云端将采集的数据完成三维结构重建。100  平米空间场景，15 分钟内 即可完成扫描，30 分钟即可完成云端数字化建模，最大程度精准恢复空间场景。

与此同时，众趣科技非常注重 AI 算法的关键核心技术攻关，众趣科技推出的 VR-Lite 轻量化解决方案采用了 AI 图像深度预测技术，为 2D 全景图片赋予 3D “深度”，实现从平面图片到立体空间的跨越式产品落地。

3、基于Qverse云平台实现三维空间的管理和应用

三维空间通常还需要根据行业特性交由客户进行自定义编辑才能对外展示。Qverse 云平台基于 SPACCOM设备进行实景复刻，实现数字化三维空间，并通过 SaaS 平台开放能力完成个性化交互设计与集成，让三维数据在强大的 SaaS/PaaS 层中台能力下实现智能、快速、准确的建模和应用。

截止目前，依托 AI、XR、数字孪生等前沿技术融合的空间数字化服务，众趣科技正在为各行各业的应用场景提供全新的数字化解决方案，累计复刻数百万套 3D 数字化空间。

例如在智慧城市领域，众趣科技经过多年来对于空间计算技术的沉淀和产品服务形态的打磨，研发了可以实现全域无死角覆盖的智慧城市可视化产品，3D 模型与现实世界空间全方位耦合，从高空视角的鸟瞰，到地面的室内室外建筑，再到城市地下空间，实现了智慧城市的空地一体化，构建了无死角的智慧城市全域 3D 实景空间。

用户不仅可以在手机上随时访问，纵览园区全貌，通过自动导览功能，可跟随 VR 快速了解园区全貌及不同区域信息，同时，支持接入物联网设备，实时监控空间内设施。此外，凭借高精度的空间数据，支持场景内任意距离，面积和体积等测量，为空间布局、调整设施位置、为空间仿真和规划等提供更为便捷、准确的数据支撑。

凭借在三维重建领域的持续深耕，众趣已为工业设施、文博旅游、家居家装等多个行业的数字化转型提供了助力，持续释放传统行业数字化应用的潜能。

未来，众趣科技将持续发挥在空间三维重建领域的落地优势，携手更多的行业合作伙伴构建产业数字生态，赋能企业数智化转型。

下期，我们将围绕数字孪生的功能应用展开，敬请期待。