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Itseez3D让手机和平板变3D扫描仪

Itseez3D让手机和平板变3D扫描仪

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对于普通消费者来说,一台品质稍高的3D扫描仪价格不菲。有人提出设想,要是有一种技术能让智能手机拥有3D扫描功能,那么人手一部扫描仪完全不是什么难事嘛。美国布朗大学的研究团队不负众望,开发出了一种3D扫描算法,能够使智能手机和数码相机实现高品质的3D扫描功能。

这一创新由该校工程学院Gabriel Taubin教授的实验室研究而成。Taubin教授称自己一直致力于尽可能地降低3D图像的捕获成本。他说:“我的实验室一直专注的一件事就是如何用成本相对较低的设备来捕获3D图像。现在市场上的3D扫描仪要么非常昂贵,要么无法做到高分辨率的图像捕获,从而不能用于那些对细节水平要求很高的应用。”
手机变3D扫描仪?科学家开发新算法来帮你
现有3D扫描技术依赖于一种被称为结构光的昂贵图像捕获机制,该技术将连续的光照图案投射到目标对象上,被相机捕获。然后根据这些图案在扫描对象表面产生的变形,形成对象的3D模型。如此一来,就要求硬件设备完全同步,包括图案投影仪和相机,因此成本自然就上去了。

Taubin和他的学生团队开发出了一种算法,完全绕开了同步过程。这意味着一部现成的相机就能够满足捕获光线闪烁的要求。理论上,任何相机都具有在连拍模式中捕获未压缩图像的能力。实际上,大多数码相机,甚至一些高端的智能手机都具备这样的能力。

该研究团队上个月在SIGGRAPH亚洲计算机图形学大会上发表的论文中描述了这个算法。据研究人员解释称,同步能够确保不同的图案不混合在一起,所以被认为是最合理的办法。在此之前,普通的数码相机也从来没有这样使用过,因为大多数使用滚动快门的机构并不重视瞬间的完整视野,而是捕获局部的一个个的像素。这可能意味着,在捕获投影光的时候,左边与右边并不是完全同步的。

该项目组的成员Daniel Moreno解释说该问题是他们一直致力于解决的主要问题。他说:“我们不能使用一个具有混合图案的图像。而使用这种算法,我们就可以同步图像,就像我们拥有一个能够同步捕获图像和图案的系统那样。”本质上来说,使用这种算法,他们可以借助投影图案里的二进制信息来校准图像序列的时间特性,然后将其组合成一个新的图像,即相当于完整地捕获了每个图像。随后的过程就与其它3D扫描技术基本类似了。根据测试,使用这种算法捕获的图像精度与现有的3D扫描仪是一样的,这就意味着硬件成本可能会大大降低。

同时,研究人员相信智能手机也具有同样的功能。Taubin教授说:“我们认为这是使精准的3D扫描更便宜更容易的有效方法之一。”