三维重建系统踩坑记录(1)——MacOS

对多视图三维重建的理论方面有了初步认识之后,就可以开始尝试运行完整的三维重建系统管线了。

然而这个过程充满坎坷,到写下这个记录为止,依然没有找到合适的解决方案。按照能够想起来的过程整理一下(估计也没人会碰到这些问题了,碰到了解决起来应该也比我快吧orz


首先是用哪个系统的问题。

根据之前的调研记录,能够顺利完成第一步(Structure From Motion)的系统有:

  • Bundler
  • Colmap
  • MVE
  • Theia
  • VisualSfM
  • OpenMVG

VisualSfM

踩坑时间:半天

编译情况:未尝试

不开源,直接舍弃。

Colmap

踩坑时间:半天

编译情况:未尝试

去年跟我做差不多课题的一个师兄就选的这个框架,然而这个系统的核心部分是基于GPU的..文档很详细,如果可以的话,先搁置一下再试。

Bundler

踩坑时间:1天

编译情况:通过

运行情况:关键模块未能正常运行

文档不怎么长,按作者的要求,先后安装:

  • 源码:https://github.com/snavely/bundler_sfm
  • 特征提取器SIFT:http://www.cs.ubc.ca/~lowe/keypoints/
  • 图像头读取器jhead:http://www.sentex.net/~mwandel/jhead/
  • ImageMagick库:mac直接用brew install imagemagick(需先安装Homebrew

为什么要用Homebrew?一方面它用来安装新库时比较方便,不需要手动下载然后编译测试,另一方面它能够在安装后将环境变量一起配置好,比如库文件的存放目录、链接关系等,总之强烈推荐。

然后就可以在工程主目录下直接make了。

中间似乎还有报错,应该是缺库之类,按照需求补齐。还有error: invalid value 'f95' in '-x f95'这种类型的报错,可以试试下面的make语句(根据系统内gcc的版本适当修改,我用的gcc-5编译通过了):

make FC=gfortran CC=gcc-6 CXX=g++-6

然后设置libANN的路径:

LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/path/to/bundler/bin

这些都没有问题了之后,终于可以运行Bundler脚本了!

The easiest way to start using Bundler is to either use the provided RunBundler.sh bash script.

找到插件里给出的样例目录,进这个目录执行脚本。

Bundler首先提取了每个图像的参数并记录下来。

出现了问题:

特征提取器SIFT的可执行文件不能正常运行..原来是只支持Linux和Win..

然后找Github该项目的讨论区:https://github.com/snavely/bundler_sfm/issues/52

也有人询问类似的问题:能否换个特征提取器?

作者说当然可以,但不少输入和输出的数据结构要改(懂的..

然后作者在回复里还给出了下面这个系统:TheiaSfM,可以不使用SIFT。

刚好之前也调研过,那就试一试!

Theia

踩坑时间:2天

编译情况:通过

运行情况:正常模块比例 93/101,整个程序管线崩了。

有了前面的经验,这次先把环境和需要的库全都装好。

  • Cmake(这个应该很常见)
  • 装完Cmake装eigen3:brew install eigen
  • OpenImageIO:brew install openimageio
  • ceres solver:brew install ceres-solver
  • Google-glog:brew install glog,会打包安装gflag

Make sure all of these libraries are installed properly before proceeding.

没错我确认这些都装好了!继续!

首先还是把库从Github上clone到本地,然后创建theia-build文件夹(存放编译产生的文件),进入这个文件夹,开始cmake。

然后..报错,OpenImageIO的问题(以下简称为OiIO)。

然后在Theia的讨论区找到了问题,也就是Mac OS X下,用Homebrew自动安装的OiiO是最新版,不太能用。

那退个旧版吧..查查怎么用homebrew把这个库退到旧版:

https://stackoverflow.com/questions/3987683/homebrew-install-specific-version-of-formula?rq=1

这个问题里的回答非常清晰易懂,大概给出了这些方案:

  • 检查本机是否安装了旧版,如果有,用brew switch语句来切换版本。

对我来说并不存在OiIO的旧版,因为这个库以前没用过。故舍弃此方案。

  • 查找目前homebrew上有哪些版本可用(brew search命令)。如果有多个版本,可以直接指定版本安装。

一般来说存在多版本的库都是常用的大型库,查了这个OiIO,没有其他版本。舍弃。

  • brew versions指令查看git仓库里的旧版。

尝试后:versions指令已经在2015年被弃用..

其他与versions指令有关的解决方案,如:brew tap homebrew/boneyard等指令全部尝试..boneyard也已经迁移,无效..舍弃versions

在发现Google的解决方案全部过时或者不满足使用条件后,只好自己动手。

先找到程序包,从源码开始编译:https://github.com/OpenImageIO/oiio/releases/tag/Release-1.7.17

过程和跑其他程序没多大差别,但是..Theia找不到编译出来的程序,即使放到系统目录也不行。

应该是环境变量设置的问题了..但这个过程很麻烦啊,还是试着用homebrew吧。

百般折腾之后,我将OiIO编译出的结果用Homebrew的存储方式记录,目录格式为usr/local/Cellar/openimageio/1.7.17

用上面的brew switch指令,成功将这个OiIO库切到了旧版本…终于可以重新编译Theia了。

又发现缺少google test库和openMP库,继续装,重新编译。openMP似乎一直有问题,

OpenMP是支持跨平台共享内存方式的多线程并发的编程API。

既然编译没有报error,那就先不管这个库的依赖了,继续。

来到了make -j4这一步,等待数分钟,未报错,但报了一大堆warning。

make test,这是作者事先写好的单元测试脚本,用来验证模块的功能是否正常,共101个单元测试,我执行之后报了8个错。

说多不多,说少不少,也不知道这些具体有啥影响,作者在文档里很良心地留了一句话:

You probably do not need to worry about the failing tests. Email the mailing list if you are unsure about failing tests.

如果不懂报的是什么错,可以去这个工程对应的Google网上论坛问问。

于是来到论坛找作者,用test作为搜索关键字。发现了另一个跟我报错差不多的人(甚至他还多了几个错):

这是去年11月底的帖子,当时作者给的引导是执行一个脚本看看具体报什么错:

./bin/twoview_info_test --logtostderr --v=2

然后那个人也没回音了,我就按作者的指引试了下,将记录反馈到一个新帖子里回复作者。

等了一晚上后得到作者回复:

你确定同步了Master分支?我也不知道为什么这些简单的单元测试会报出这么奇怪的段错误。如果继续安装下去,整个流程肯定是跑不通的。

让人哭笑不得的是..作者居然怀疑我有没有用他的源码?我..只好表达感谢换个坑挖吧..

(感谢作者能够告诉我这些错会导致最后的程序崩掉..不然又要试后续步骤了

(未完待续)


小结

本文深度尝试的系统:Bundler、Theia

简单试探的系统:Colmap、VisualSfM

在Mac下差不多可以舍弃的系统:Bundler、Theia、Colmap、VisualSfM

下一步继续尝试的系统:OpenMVG,MVE

欢迎成功运行过这些系统的同学(或者同样踩坑中的小伙伴)留言交流。

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