以“现实捕捉”测绘无人之境

如果你像 《黑客帝国》 中的尼欧一样吞下红色药丸，世界就变成一个由绘制“点云”组成的绿光闪闪的网络。在虚构的影片中，《黑客帝国》用超越的视觉来看穿现实世界。但在真实的世界中，法国有一家“现实捕捉”公司 ATFF，能够通过“点云”技术深入欧洲一些最具挑战性的区域，比如核设施、自主性工业设施、军事设施等危险或条件极其困难的环境，从而“捕捉”并提供这些地方的详细情况。

ATFF 公司成立于 2014年，位于法国安奈西，专长从事“现实捕捉”，包括各种平台、软件和硬件，用于收集并组织呈现自然世界和构建世界的数据层。这种技术在许多维度上比过时的常规测量方式更精确，在以数据来呈现现实世界的道路上朝着完美保真的目标前进了一步。

ATFF联合创始人弗洛里安·福康内（Florian Fauconnet）说，他把世界看作是一个“点云”。他的首选平台由数百万固定在太空中的点组成，可以转化为三维物体和景观的详细的模型。一次扫描一般可产生 4000万至1.5亿个数据点，ATFF 采用欧特克ReCap  现实捕捉软件将这些数据点转换为用于3D 模型的点云。然后可把这些模型输入到 BIM（建筑信息建模）平台，如欧特克 Revit 。

ATFF 在室内使用固定激光扫描仪，在室外使用无人机，以及移动绘图仪（连接到汽车或背包上的扫描仪）来填补空白。ATFF公司营销主管托马斯·罗兰（Thomas Roland） 表示：“移动绘图仪可安放在汽车后面，从道路或城市基础设施中收集所有数据。”这种移动性有利于节省时间，从而不必使用多个固定扫描仪。

这种点云方法需采用多种类型的硬件，生成详尽的现实捕捉数据。然后ATFF 团队可以隔离和操作点云中的各个元素。以前的测量技术只能准确地收集客户当时认为他们需要的东西，例如两个挡土墙之间的距离，而没有任何相关环境数据。但是，由于点云模型种类更加丰富，测绘现场的几乎所有空间数据都可收集到一个地方，并与所有利益攸关方共享（通常通过网络进行）；然后可以根据客户的需求对其进行定制，即使客户需求后来有所改变，测绘人员也可提供他们需要的东西。

“测绘员进行现场测量时只收集所需要的数据,”福康内说，“现实捕捉则不同：我们收集所有的数据，然后再筛选所需要的内容。”

用现实捕捉精细地绘制环境，这种工作对于福康内来说就像是一种探险，让他很有成就感。正如罗兰所说，团队人员热爱这种超极专业化的工作，因为它就像神话传说中的“独角兽”一样罕见而神奇。

这种工作借助于空中无人机和便携式激光扫描仪等最新的现实捕捉设备开展工作，看起来颇有探险式的英勇色彩。这样扫描比传统方法快得多，可以迅速进入危险地点，然后迅速离开，这一点最为重要。

例如，在核电站扫描时，测绘人员只能在现场短暂停留一定时间，否则辐射量就会超标。罗兰说：“以前的测绘方法需要的时间太长了，现在有了现实捕捉，所需时间减少很多。”ATFF 团队仍需经过严格的认证，包括培训和考试，才能获得批准去现场工作。一旦他们到达那里，立刻开始倒计时，时间一到就必须离开，把工作交给下一位工作人员。

ATFF 公司曾受托为法国Aiguilles-Queyras 中心医院的修缮工作做准备，更新其 Revit 模型，在这个项目中时间至关重要。这家医院位于法国与意大利边境附近阿尔卑斯山上，是法国海拔最高的医院，其建筑的屋顶轮廓线很复杂，测绘难度很大。而且当时正是滴水成冰的冬季，气温低至摄氏零下15度。

在这种情况下，困难不在于硬件设备，而在于使用设备的人。罗兰说：“工作人员要在室外呆很长时间，准确地设置、操作无人机，这很难做到，因为外面太冷了，很难做好工作。”空中无人机对 ATFF人员的测绘工作有很大帮助，但如果手指冻得僵硬，便难以操纵设备。

医院内部的测绘也相当具有挑战性，因为医院里每天24小时都有各种活动在进行。扫描时如果有人在扫描的空间中活动，会对数据造成干扰，因此 ATFF人员只能在用餐时间、晚上或周末进行扫描，以尽量排除这类干扰。扫描这家占地近两万 平方米的医院花了8天时间，用 ReCap软件把952张照片和1200次扫描组装到模型中。

最近的另一个项目则正好相反，法国Oullins镇的变压器电站自主性很高，很大程度上是无人值守的，不太受到人员活动的干扰。然而，这个电站向近90,000个家庭供电，电流强大，轰鸣作响，具有致命危险，是ATFF人员工作过的最危险场所之一。客户请ATFF对它进行扫描，为建筑标准的更新做准备。团队人员必须穿着特殊的安全服，并向场外人员密切通报他们的一举一动。 由于空中无人机不允许在Oullins附近的城区飞越，所有扫描都只能用固定设备来完成。

罗兰说，“我们的大部分业务都是要去没人愿去的地方。”有了高超的现实捕捉平台和技术，ATFF团队能够向全世界展示那样的无人之境，同时还保持安全的距离。