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深度解讀

山東大學獨辟蹊徑:用水替代激光掃描儀

星之球科技 來源:科技日報2017-08-15 我要評論(0 )   

近日,山東大學另辟蹊徑,成功實現(xiàn)用水對3D物體建模。傳統(tǒng)的建模方式主要采用激光掃描儀和攝像頭對物體表面進行掃描,在光束未達到的地方就無法取樣建模,特別是縫隙、...

一般而言,3D物體形狀重建,需要借助先進的激光掃描儀。最近,計算機圖形領域的頂級會議SIGGRAPH 2017對外發(fā)表的一項研究卻另辟蹊徑:用水這一介質來獲取物體表面,將3D物體表面建模的任務轉化為體積問題。

“這種新的方法可以準確重建物體中的隱藏部分,克服常見的3D激光掃描方法的局限。”山東大學計算機學院院長陳寶權教授告訴科技日報記者,傳統(tǒng)3D掃描和形狀建模常使用激光掃描儀和攝像頭對物體表面進行掃描。其局限性在于光線照不到的地方無法取樣,縫隙、微小凸起等結構取樣不完整,還有透明等特殊的材料難以處理。

為此,科學家們將物體浸入水中,測量物體的排水量,然后利用這種體積上的變化信息重建物體的表面形狀,優(yōu)勢就體現(xiàn)了出來。“水能很好地貼合復雜的表面,還能滲透到空腔里,計算排水量也不需要考慮光線的折射率和偏振等問題,輕松繞過了光學設備面臨的種種限制。”陳寶權說。

實驗中,研究人員制作了一套簡便的“3D浸入裝置”,通過多次將物體以不同角度浸入水中,研究人員就能得出物體多個橫截面的信息,進而精確地計算出物體的幾何形狀,包括平時激光掃描儀很難捕捉到的部分??蒲腥藛T表示,CT設備體積龐大,且只能在特定的環(huán)境中使用,成本也高。相比之下,浸入轉換法以較低的計算成本生成更精確的形狀,性價比高,應用范圍更廣。

這項名為“基于浸入轉換3D形狀重建”的高科技成果由陳寶權教授率領北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心,聯(lián)合以色列特拉維夫大學、本·古里安大學,加拿大英屬哥倫比亞大學的研究人員合作完成。

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3D物體建模光學設備
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