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内容标题:三维重建
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三维重建
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秦淑慧
秦淑慧·头豹分析师
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行业定义
三维重建指的是根据单视图或者多视图图像重建原始三维信息的过程,是在对某些三维物体或者三维场景的一种恢复和重构。三维重建技术是指对场景或者物体建立起能在计算机环境下进行处理和分析的数学模型的过程。三维重建对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。三维重建技术是利用计算机建立表达客观世界的关键技术,包括物体重建、场景重建、人体动态重建等多个方向。3D重建技术通过深度数据获取、预处理、点云配准与融合、生成表面等过程,把真实场景刻画成符合计算机逻辑表达的数学模型。这种模型可对文物保护、游戏开发、建筑设计、临床医学等研究起到辅助的作用。随着现代空间位置智能技术产业的发展,三维实景行业需求扩大。
AI访谈
行业分类
三维重建经过数十年的发展, 传统方法已经具备成熟路线。传统的三维重建算法按传感器是否主动向物体照射光源可以分为主动式和被动式两种方法,即根据采集设备是否主动发射测量信号,分为两类:基于主动视觉理论和基于被动视觉的三维重建方法。其中,主动视觉三维重建方法主要包括结构光法和激光扫描法,被动视觉三维重建方法只使用摄像机采集三维场景得到其投影的二维图像,根据图像的纹理分布等信息恢复深度信息,进而实现三维重建。
AI访谈
行业特征
三维重建行业显著特征如下:(1)技术复杂性:三维重建涉及多个学科技术,现在还需要使用高级的计算机软件和硬件,与人工智能技术结合密切;(2)随着数字化和智能化的发展,对三维重建的需求不断增加,同时中国三维重建相关技术不断进步,中国推出一系列鼓励三维重建产业发展的政策,共同推动行业市场规模扩张;(3)三维重建行业市场集中度较高,海外头部厂商占据全球较多市场份额,中国目前处于追赶阶段。中国国内厂商间竞争激烈,市场上存在大量的公司和产品,未来行业有望迎来新一轮洗牌。
AI访谈
发展历程

三维重建行业

目前已达到 3个阶段
AI访谈
产业链分析
AI访谈
行业规模
三维重建行业规模
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政策梳理
三维重建行业
相关政策 5篇
AI访谈
竞争格局
整体来看,三维重建行业包括三维重建设计厂商、生产制造厂商、经销商/代理商。三维重建行业的竞争格局总体表现出以下特征:(1)三维重建行业海外厂商布局较早,国际市场上比较优势较强。中国三维重建行业起步较晚,但发展速度较快,目前仍然处于追赶阶段。目前,全球三维重建技术市场集中度较高,Pix4D SA、Photometrix Ltd、Koninklijke Philips NV、Agisoft LLC、PhotoModeler Technologies是三维重建国际市场运营的主要公司,占据较多市场份额。随着中国相关行业技术的快速发展,越来越多的企业进入该行业,市场竞争力逐渐增强。海外三维数据重建领域头部企业Matterport成立以来,已经在住宅、办公室、博物馆、学校、工厂、医院和零售商店等多个领域开展服务,至今为数百万栋建筑物打造超过了100亿平方英尺的数字空间,覆盖的国家/地区超150个,创建了世界上最大的空间数据库。而中国三维重建企业四维时代在部分领域已经国产替代,四维时代在模型精度和所需时间上已经赶超Matterport。根据四维时代官网信息,四维时代旗下产品四维看看的优势不仅体现在精度方面,还体现在建模速度方面。以拍摄一个100平方米的空间为例,四维看看从拍摄到生成模型仅需10分钟,且不需要专人操作。相比Matterport需要的12小时,四维看看再一次降低了行业内建模的时间成本和人力成本,同时这样的一套采集设备目前仅售12,800元,价格上也有明显的竞争优势;(2)中国三维重建行业竞争格局较为集中,参与主体主要为GIS软件厂商,中国头部GIS软件凭借技术积累、产业生态、品牌效应等方面的资源在三维重建领域跻身一线厂商。GIS软件厂商专注于地理空间领域,拥有极强的技术创新能力和研发实力积累,在三维重建技术领域市占率较高。以超图软件为例,根据超图软件2022年报,超图软件2021年GIS(地理信息)营收排名全球第三、亚洲第一,其中软件业务收入居全球第二。同时超图软件与三千多家独立软件开发商(ISV)伙伴及数十万的开发者,共同来打造 GIS 生态圈,为近百个行业的政府和企事业单位信息化全面赋能,开启了“GIS+”共同发展的新生态,是全球目前唯二的成熟GIS生态圈;(3)中国部分新晋企业深耕垂直领域,已经形成一定的竞争壁垒。例如动作捕捉领域较为领先的企业包括诺亦腾、相芯科技、中科深智、魔珐科技、轻威科技、幻境科技、云舶科技、度量科技、国承万通、瑞立视科技、青瞳视觉等;(4)由于三维重建行业在技术进步、市场需求扩张、政策支持等多方面因素促进下迎来了市场规模的扩张,因而也吸引了大批的潜在进入者,潜在进入者中除了CIS软件厂商、三维重建厂家还包括计算机视觉厂商和地图厂商如腾讯地图、高德地图等,利用深厚的技术积累、行业经验、产业链生态快速切入三维重建这一赛道。目前中国厂商,潜在进入者有先临三维、奥比中光、奥普特、格灵深瞳、虹软科技、华正空间、瑞云科技以及腾讯地图、高德地图。2021年,腾讯地图推出WeMap三维重建,能够高效,智能地对海量数据进行三维重建;(5)按照三维重建领域技术发展水平可以大致将行业内企业划分为三个梯队,第一梯队的企业为领域内头部企业,拥有行业内最先进的三维重建技术,如超图软件,先临三维、奥比中光等,头部企业凭借领先的技术的产业链积累快速占据市场份额,且有进一步集中化的趋势。例如超图软件作为计算机视觉领域市占率排名第一的AI公司,盈利能力及营收规模表现良好,属于三维重建行业的第一梯队公司;第二梯队企业为市场新锐企业和独角兽企业,虽然布局三维重建时间略晚于头部企业,但在细分领域内垂直深耕,已经取得部分先进技术的突破,未来增长潜力较大,例如四维时代、格灵深瞳、天际航、浙江景致、立得空间、虹软科技等;第三梯队为行业内的中小型制造业企业和初创公司,例如华正空间、天远视、相芯科技、中科深智、青瞳视觉等。目前技术水平不及前两梯队的企业,占据的市场份额较少,目前领域内市场竞争激烈,且随着三维重建行业规模整体扩张,还将不断涌入新进入者。由于三维重建行业目前还处于快速发展阶段,竞争格局尚未完全确定。虽然目前三维重建市场的竞争激烈,但是市场仍然分散,未来能够突破三维重建领域核心技术的企业有望快速占据市场份额,行业内尤其是二三梯队的企业有望迎来新一轮洗牌,行业竞争格局或将变动。
AI访谈数据图表
摘要
三维重建指的是根据单视图或者多视图图像重建原始三维信息的过程,是在对某些三维物体或者三维场景的一种恢复和重构。传统的三维重建算法按传感器是否主动向物体照射光源可以分为主动式和被动式两种方法。三维重建产业链目前已经基本形成。产业链上游主要是三维重建原材料、AI芯片及核心设备供应商;中游为三维重建制造厂商;下游为三维重建应用开发商、终端用户。目前三维重建下游应用领域广阔,且应用场景持续拓展,带动其上游的三维重建设计、制造环节市场规模扩张。根据测算结果,全球三维重建市场规模2026年预计达到56.25亿元,2027年预计达到64.68亿元,2023-2027年五年复合年增长率达到14.84%。从竞争格局来看,三维重建技术领域,中国厂商起步较晚,目前核心技术主要由国外厂商掌握,国外头部厂商也占据较多市场份额。行业内新进入者增多,市场竞争趋于激烈。由于行业内竞争格局还没完全形成,新晋企业会展开新一轮的竞争,未来行业有望迎来新一轮的洗牌。
三维重建行业定义
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三维重建是指通过对物体或场景进行多角度的拍摄或扫描,利用计算机技术将这些数据处理成三维模型的过程。在三维重建行业中,最常用的定义包括: 1. 三维扫描:使用激光、光学或其他传感器对物体进行扫描,获取其表面形状和纹理信息,并将其转换为三维模型。 2. 结构光扫描:使用结构光投射器和相机对物体进行扫描,通过测量光线的反射和折射来获取物体表面的三维信息。 3. 立体视觉:通过对同一场景或物体进行多角度的拍摄,利用计算机算法将这些图像进行匹配和融合,生成三维模型。 这三种定义之间的区别和差异在于它们所使用的技术和方法不同。三维扫描和结构光扫描都是通过对物体进行物理扫描来获取三维信息,因此可以获得非常精确的模型。而立体视觉则是通过对多个二维图像进行处理来生成三维模型,因此需要对图像进行匹配和校准,可能会受到光照和阴影等因素的影响,精度相对较低。此外,三维扫描和结构光扫描通常需要专业设备和技术人员进行操作,成本较高,而立体视觉则可以使用普通相机进行拍摄,成本较低。因此,在实际应用中,选择适合自己需求和预算的三维重建方法非常重要。
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三维重建指的是根据单视图或者多视图图像重建原始三维信息的过程,是在对某些三维物体或者三维场景的一种恢复和重构。三维重建技术是指对场景或者物体建立起能在计算机环境下进行处理和分析的数学模型的过程。三维重建对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。三维重建技术是利用计算机建立表达客观世界的关键技术,包括物体重建、场景重建、人体动态重建等多个方向。3D重建技术通过深度数据获取、预处理、点云配准与融合、生成表面等过程,把真实场景刻画成符合计算机逻辑表达的数学模型。这种模型可对文物保护、游戏开发、建筑设计、临床医学等研究起到辅助的作用。随着现代空间位置智能技术产业的发展,三维实景行业需求扩大。
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1:https://www.qyresearch.com.cn/
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2:qyresearch、《基于视觉的三维重建关键技术研究综述》、《三维重建技术的发展的现状研究》
qyresearch、《基于视觉的三维重建关键技术研究综述》、《三维重建技术的发展的现状研究》
三维重建行业分类
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在三维重建行业中,最主流的分类标准是基于数据来源和处理方式的分类。根据这个标准,可以将三维重建分为以下三类:基于图像的三维重建、基于激光雷达的三维重建和基于结构光的三维重建。 1. 基于图像的三维重建 基于图像的三维重建是利用摄像机拍摄的图像数据进行三维建模的一种方法。该方法通常需要多张图像,通过对这些图像进行匹配和计算,得到物体的三维模型。这种方法的优点是成本低、易于操作,适用于小型物体的三维重建。典型的应用场景包括建筑物内部的三维建模、文物保护等。 2. 基于激光雷达的三维重建 基于激光雷达的三维重建是利用激光雷达扫描物体表面,获取点云数据,再通过点云数据进行三维建模的一种方法。该方法具有高精度、高效率的特点,适用于大型物体的三维重建。典型的应用场景包括城市规划、地形测量、工业制造等。 3. 基于结构光的三维重建 基于结构光的三维重建是利用投射结构光的方式获取物体表面的深度信息,再通过深度信息进行三维建模的一种方法。该方法具有高精度、高效率的特点,适用于小型物体的三维重建。典型的应用场景包括工业制造、医疗影像等。 这三种方法各有特点,基于图像的三维重建成本低、易于操作,但精度相对较低;基于激光雷达的三维重建精度高、适用范围广,但成本较高;基于结构光的三维重建精度高、适用范围广,但对环境要求较高。因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的三维重建方法。 总之,三维重建行业的分类标准主要基于数据来源和处理方式,包括基于图像的三维重建、基于激光雷达的三维重建和基于结构光的三维重建。每种方法都有其特点和适用范围,需要根据具体情况选择合适的方法。
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三维重建经过数十年的发展, 传统方法已经具备成熟路线。传统的三维重建算法按传感器是否主动向物体照射光源可以分为主动式和被动式两种方法,即根据采集设备是否主动发射测量信号,分为两类:基于主动视觉理论和基于被动视觉的三维重建方法。其中,主动视觉三维重建方法主要包括结构光法和激光扫描法,被动视觉三维重建方法只使用摄像机采集三维场景得到其投影的二维图像,根据图像的纹理分布等信息恢复深度信息,进而实现三维重建。
三维重建行业分类
三维重建分类
主动视觉三维重建
指通过传感器主动地向物体照射信号,然后依靠解析返回的信号来获得物体的三维信息,主要包括结构光、TOF激光飞行时间法、三角测距法。(1)结构光法:结构光法依靠投影仪将编码的结构光投射到被拍摄物体上,然后由摄像头进行拍摄;(2)TOF飞行时间法:TOF飞行时间法依靠通过向目标连续发送光脉冲,然后依据传感器接收到返回光的时间或相位差来计算距离目标的距离;(3)三角测距法:即依据三角测距原理,不同于前两者需要较为精密的传感器,三角测距法整体成本较低,并且在近距离的时候精度较高,因而广泛应用于民用和商用产品中,如扫地机器人中。
被动视觉三维重建
被动式视觉三维重建依靠多视图几何原理基于视差进行计算,根据图像的纹理分布等信息恢复深度信息,进而实现三维重建。被动式视觉三维重建方法主要包括单目视觉、双目/多目视觉。(1)单目视觉:单目视觉只使用单一摄像头作为采集设备,具有低成本、易部署等优点。其依靠一段时间内获得的连续图像的视差来重建三维环境。缺点是单张图像可能对应无数真实物理世界场景,因此使用单目视觉方法从图像中估计深度进而实现三维重建的难度较大;(2)双目视觉:主要利用左右相机得到的两幅校正图像找到左右图片的匹配点,然后根据几何原理恢复出环境的三维信息。但该方法难点在于左右相机图片的匹配,匹配的精准度会影响最后算法成像的效果。而多目视觉采用三个或三个以上摄像机来提高匹配的精度,则要消耗更多的时间,实时性也更差。
[2]
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2:CSDN
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2:3D视觉
三维重建行业特征
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Prompt
中国三维重建行业是一个新兴的行业,随着技术的不断发展和应用场景的不断扩大,该行业呈现出了一些独特的特征。从商业模式、竞争环境、用户画像、利润成本、行业周期、供给需求、准入门槛、发展前景等多个维度中选取其中三个重要的维度,分析中国三维重建行业特征如下: 1. 商业模式 三维重建行业的商业模式主要包括软件销售、服务收费和广告收入等。其中,软件销售是该行业的主要盈利方式,占据了行业总收入的大部分。此外,服务收费也是该行业的重要盈利方式,包括三维建模、三维扫描、三维打印等服务。广告收入则是该行业的次要盈利方式,主要来自于三维重建平台上的广告投放。 数据来源:根据艾瑞咨询发布的《2019-2023年中国三维重建市场研究报告》显示,2018年中国三维重建市场规模达到了23.5亿元,其中软件销售占比最大,达到了68.4%。 2. 竞争环境 三维重建行业的竞争环境主要由国内外企业构成。国内企业主要有华捷艾米、迪普科技、三维世界等;国外企业主要有Autodesk、Trimble、Pix4D等。这些企业在技术、产品、服务等方面都存在差异化竞争。此外,三维重建行业还存在着一些新兴企业,它们通过技术创新和服务创新来挑战传统企业的地位。 数据来源:根据艾瑞咨询发布的《2019-2023年中国三维重建市场研究报告》显示,2018年中国三维重建市场份额前五的企业分别是华捷艾米、迪普科技、三维世界、Autodesk和Trimble,其中华捷艾米的市场份额最大,达到了22.6%。 3. 用户画像 三维重建行业的用户主要包括建筑设计师、工程师、制造商、游戏开发者、影视制作人等。这些用户对三维重建技术的需求主要集中在建模、扫描、打印等方面。此外,随着虚拟现实、增强现实等技术的不断发展,三维重建技术也将得到更广泛的应用。 数据来源:根据艾瑞咨询发布的《2019-2023年中国三维重建市场研究报告》显示,2018年中国三维重建市场的主要用户群体是建筑设计师、工程师和制造商,占比分别为27.5%、21.7%和17.6%。 综上所述,中国三维重建行业具有商业模式多样、竞争环境激烈、用户画像广泛等特征。未来,随着技术的不断发展和应用场景的不断扩大,该行业将迎来更广阔的发展前景。
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三维重建行业显著特征如下:(1)技术复杂性:三维重建涉及多个学科技术,现在还需要使用高级的计算机软件和硬件,与人工智能技术结合密切;(2)随着数字化和智能化的发展,对三维重建的需求不断增加,同时中国三维重建相关技术不断进步,中国推出一系列鼓励三维重建产业发展的政策,共同推动行业市场规模扩张;(3)三维重建行业市场集中度较高,海外头部厂商占据全球较多市场份额,中国目前处于追赶阶段。中国国内厂商间竞争激烈,市场上存在大量的公司和产品,未来行业有望迎来新一轮洗牌。
1
技术复杂性
需要使用高级的计算机软件和硬件,现在与人工智能技术结合密切
由于三维重建技术设计多个热门学科,例如计算机图像处理、计算机图形学、计算机视觉、计算机辅助设计等,并且现在与人工智能等新兴技术结合较为密切,技术具有一定的复杂性。由于业界对三维重建算法的鲁棒性要求比较高,因此目前众多厂商开始探索深度学习重建算法和传统三维重建算法进行融合的技术,未来多传感器、多种算法的融合以提升三维重建的算法鲁棒性是必然趋势。
2
市场需求增长
随着数字化和智能化的发展,对三维重建的需求不断增加
随着现代空间位置智能技术产业的发展,三维实景行业需求扩大。在2019年的全国国土测绘工作座谈会上,自然资源部提及将启动全国“十四五”基础测绘规划编制工作,大力加强新型基础测绘体系建设,进一步提升基础测绘核心供给能力。推动挂在国家测绘基准体系建设与精细化、实景三维中国建设、海洋测绘、内陆水下测绘等方向的大项目,大工程。推动传统单一比例尺数据库向实体化、一体化时空数据库转变。 
3
竞争激烈,头部效应明显
三维重建行业竞争激烈,市场上存在大量的公司和产品
由于中国三维重建技术起步较晚,目前核心的三维重建软件技术主要掌握在欧美厂商手中,目前北美是全球最大的市场,但是中国国产替代进程加快,VR看房等领域增速较快。中国三维重建行业存在大量潜在进入者,竞争逐渐激烈。目前中国厂商中,潜在进入者有北京超图、武汉天远视、先临三维、奥比中光、奥普特、格灵深瞳、虹软科技、华正空间、瑞云科技等。随着未来三维重建市场规模扩张,行业内新进入者增多,行业内中小企业间的竞争将会更加激烈,突破核心技术的企业有望脱颖而出,行业内竞争格局尚未完全固定,未来还将迎来新一轮的洗牌。
[4]
1:https://zhuanlan.zhihu.com/p/555705594
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2:恒州博智
“三维重建已关联1篇产业链
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行业定义
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行业分类
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行业特征
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发展历程
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产业链分析
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行业规模
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政策梳理
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竞争格局
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企业分析
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