近日，美國(guó)布朗大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種3D掃描算法，該算法能夠使您的智能手機(jī)甚至 包括數(shù)碼相機(jī)獲得高品質(zhì)的3D掃描能力。

這一具有潛在突破性的創(chuàng)新來(lái)自該校工程學(xué)院Gabriel Taubin教授的實(shí)驗(yàn)室。Taubin教授稱，他一直專注于盡可能地降低3D圖像的捕獲成本。“我的實(shí)驗(yàn)室一直專注的一件事就是如何用成本相對(duì)較低的零部件來(lái)捕獲3D圖像。”Taubin說(shuō)。“現(xiàn)在市場(chǎng)上的3D掃描儀要么非常昂貴，要么無(wú)法做到高分辨率的圖像捕獲，從而不能用于那些對(duì)細(xì)節(jié)水平要求很高的應(yīng)用。”

現(xiàn)有3D掃描技術(shù)的問(wèn)題是，它往往依賴于一種被稱為結(jié)構(gòu)光的昂貴圖像捕獲機(jī)制——該技術(shù)將連續(xù)的光圖案投射到目標(biāo)對(duì)象上，被相機(jī)捕獲。然后根據(jù)這些圖案在掃描對(duì)象表面產(chǎn)生的變形，形成對(duì)象的3D模型。要做到這一切，硬件（特別是圖案投影儀和相機(jī)）需要完全同步，因此成本自然就上去了。

到目前為止，很多新的3D掃描儀都在尋找各種辦法使這個(gè)過(guò)程更加經(jīng)濟(jì)。但是Taubin和他的學(xué)生團(tuán)隊(duì)卻另辟蹊徑，開(kāi)發(fā)出了一種算法，完全繞開(kāi)了同步階段——這意味著一部現(xiàn)成的相機(jī)就能夠滿足您捕獲光線閃爍的要求。理論上，任何相機(jī)都具有在連拍模式（burst mode，即每秒連續(xù)拍攝數(shù)幀）中以捕獲未壓縮圖像的能力。實(shí)際上，大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)，甚至一些高端的智能手機(jī)都具備這樣的能力。

該研究團(tuán)隊(duì)上個(gè)月在SIGGRAPH亞洲計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大會(huì)上發(fā)表的論文中描述了這個(gè)算法。據(jù)研究人員解釋稱，同步是最合理的方法，因?yàn)樗_保了不同的圖案不會(huì)混合。在此之前普通的數(shù)碼相機(jī)也從來(lái)沒(méi)有這樣使用過(guò)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)使用滾動(dòng)快門(mén)的機(jī)構(gòu)并不重視瞬間的完整視野，而是捕獲局部一個(gè)個(gè)地像素——這可能意味著，在捕獲投影光的時(shí)候，左邊與右邊并不是完全同時(shí)。

正如該項(xiàng)目的成員之一，Daniel Moreno解釋的那樣，這是個(gè)他們一直在致力于解決的主要問(wèn)題。“我們不能使用一個(gè)具有混合圖案的圖像。而使用這種算法，我們就可以同步圖像，就像我們擁有一個(gè)能夠同步捕獲圖像和圖案的系統(tǒng)那樣。”他說(shuō)。使用這種算法，他們可以借助投影圖案里的二進(jìn)制信息來(lái)校準(zhǔn)圖像序列的時(shí)間特性，然后將其用于組合成一個(gè)新的圖像，即相當(dāng)于完整地捕獲了每個(gè)圖像。隨后的過(guò)程就與其它3D掃描技術(shù)基本類似了。根據(jù)他們的測(cè)試，使用這種算法捕獲的圖像精度與現(xiàn)有的3D掃描儀是一樣的，這就意味著硬件成本可能在不久的將來(lái)顯著下降。

事實(shí)上，他們相信智能手機(jī)也具有同樣的可能性。“我們認(rèn)為這可能是在使精準(zhǔn)的3D掃描更便宜、更容易獲得的方向上邁出的顯著一步。”Taubin教授說(shuō)。