近年來,隨著VR(虛擬現(xiàn)實)、AR(增強現(xiàn)實)、AI等相關(guān)技術(shù)的迭代演進,三維建模技術(shù)應用領(lǐng)域發(fā)展迅猛,各行業(yè)應用場景和落地成果不斷涌現(xiàn),受到行業(yè)市場廣泛關(guān)注。

日前,山東大學郭亮團隊依托曙光計算服務平臺的異構(gòu)智能計算服務,正式實現(xiàn)了對威海校區(qū)全部教學區(qū)域的高精度三維重建。就該案例施行情況來看,三維建模的研發(fā)應用步伐,或?qū)⑹芤嬗谒懔┙o側(cè)服務升級再次提速,一場由計算服務催動的科研產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新浪潮正在拉開序幕。

高質(zhì)量算力賦能高精度三維重建

不同于傳統(tǒng)三維建模的手動模式,此次山東大學郭亮團隊,聯(lián)合海爾集團海納云CIM團隊及曙光智算團隊,帶領(lǐng)數(shù)據(jù)科學與人工智能本科實驗班學生,利用曙光計算服務平臺的異構(gòu)智能算力服務,完成了AA-RMVSNet神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練,并基于訓練好的模型及各類目標檢測算法,在細小物體和低紋理區(qū)域場景上全方位優(yōu)化,進而實現(xiàn)了威海校區(qū)的高精度三維重建。

建筑物高度預測

據(jù)了解,郭亮團隊采用的AA-RMVSNet神經(jīng)網(wǎng)絡訓練,是基于深度學習的立體視覺法(Multi-view Stereo,MVS),該方法可以借助卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,從數(shù)據(jù)中抽取到更多有用的信息,能更好的應對高光、反射、細小物體、弱紋理等對于傳統(tǒng)方法形成極大挑戰(zhàn)的場景,更完整的完成室外場景下的建筑物重建。

窗戶檢測與計數(shù)(原圖、處理圖片、顯示圖片)

高精度、高完整度的訓練建模方法,也代表著海量的數(shù)據(jù)信息處理分析難度。比如在威海校區(qū)三維重建的過程中,郭亮團隊首先要通過航拍完成校園內(nèi)部數(shù)據(jù)采集,再將采集到的數(shù)據(jù)通過稀疏重建獲取相機位姿等參數(shù)后,轉(zhuǎn)換為神經(jīng)網(wǎng)絡所需的格式。進而使用訓練好的AA-RMVSNet網(wǎng)絡,獲取到深度與概率圖,形成點云數(shù)據(jù),才能完成對建筑物高度的預測。

室外各類元素檢測與計數(shù)(車、空調(diào)室外機、燈桿等)

語義分割效果

同時,高精度三維重建還需要通過機器視覺算法對采集到的圖片進行了進一步處理,精準檢測和計數(shù)樓層、窗戶等場景要素,以規(guī)避圖片數(shù)據(jù)中物體畸變帶來的影響。郭亮團隊將這些識別結(jié)果全部映射到點云當中,完成建筑物點云數(shù)據(jù)的補齊。最終,再通過語義分割網(wǎng)絡對二維圖像上的各類目標進行檢測,并同步映射到三維空間,真正實現(xiàn)對建筑物周邊元素的補齊和重建。

商學院3D點云圖與重建效果圖

精密繁瑣的三維重建流程,對算力供給側(cè)提出了更高的要求。郭亮團隊此次能夠?qū)崿F(xiàn)威海校區(qū)的高精度三維重建,就很大程度上有賴于曙光計算服務平臺的高質(zhì)量算力服務供給:可以在強勁算力支撐的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)各個異構(gòu)算力需求端的海量數(shù)據(jù)分析處理。同時,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展維度上,算力供給服務的迭代升級,也將反向推動科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的進程。

曙光計算服務刷新科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)圖景

曙光計算服務聚焦科學計算、工業(yè)計算、智能計算,意在打造端到端全棧算力生產(chǎn)、交付與應用支持平臺。對三維建模等算力需求龐大的科技創(chuàng)新領(lǐng)域,以及科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要的賦能價值。

在算力供給服務上,曙光計算服務平臺具備三大優(yōu)勢特征。

首先,該平臺憑借計算領(lǐng)域的長期積淀,在算力資源、服務水平、運維保障、行業(yè)應用等方面專業(yè)優(yōu)勢突出,平臺算力網(wǎng)絡體系完善,算力資源豐富。在此基礎(chǔ)上,平臺采用融合架構(gòu)設計,以“高密計算+大數(shù)據(jù)+深度學習”結(jié)合的方式,打破傳統(tǒng)算力中心在大數(shù)據(jù)分析、人工智能訓練推理領(lǐng)域的服務瓶頸,可以提供強勁的“通用計算+專用計算”融合算力支撐。

在算力強勁優(yōu)勢之外,曙光計算服務平臺還通過全國數(shù)據(jù)中心的算力資源鏈接,實現(xiàn)了算力的互通互聯(lián),可以按需按量為用戶進行統(tǒng)一調(diào)度管理,為需求側(cè)提供“自來水”一樣即開即用的算力服務。同時,平臺采用遠程集中運維服務進一步提高運維管理效率,實現(xiàn)數(shù)字化、自動化運維,在算力流通和運維兩大維度上持續(xù)降低科研人員的算力使用難度和成本。

更值得一提的是,曙光計算服務平臺目前已面向全產(chǎn)業(yè)開放了API接口,通過對接產(chǎn)品、商業(yè)模式、技術(shù)服務,以多中心互聯(lián)的算力資源為合作伙伴賦能,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的垂直整合。這也將在算力服務層面,為SaaS服務提供商、應用軟件提供商、第三方服務商打開更廣闊的服務通道,為用戶實現(xiàn)計算服務的平臺集成、應用集成和服務定制,打造出更多樣化、高品質(zhì)的算力服務。

隨著曙光等算力供給側(cè)廠商的服務升級,以及計算服務生態(tài)的快速發(fā)展,三維建模等科技創(chuàng)新領(lǐng)域迎來更加強勁的驅(qū)動力量。而對于長期受限于算力門檻的整個科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)來說,曙光計算服務平臺的應用落地,也意味著更多科技企業(yè)、科研院校單位的算力天花板被逐漸打破,

未來的科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展圖景仍在不斷刷新。