山東大學(xué)獨(dú)辟蹊徑：用水替代激光掃描儀

        一般而言，3D物體形狀重建，需要借助先進(jìn)的激光掃描儀。最近，計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議SIGGRAPH 2017對(duì)外發(fā)表的一項(xiàng)研究卻另辟蹊徑：用水這一介質(zhì)來(lái)獲取物體表面，將3D物體表面建模的任務(wù)轉(zhuǎn)化為體積問(wèn)題。
 　　“這種新的方法可以準(zhǔn)確重建物體中的隱藏部分，克服常見(jiàn)的3D激光掃描方法的局限。”山東大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長(zhǎng)陳寶權(quán)教授告訴科技日?qǐng)?bào)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(duì)物體表面進(jìn)行掃描。其局限性在于光線照不到的地方無(wú)法取樣，縫隙、微小凸起等結(jié)構(gòu)取樣不完整，還有透明等特殊的材料難以處理。
 　　為此，科學(xué)家們將物體浸入水中，測(cè)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(shì)就體現(xiàn)了出來(lái)?！八芎芎玫刭N合復(fù)雜的表面，還能滲透到空腔里，計(jì)算排水量也不需要考慮光線的折射率和偏振等問(wèn)題，輕松繞過(guò)了光學(xué)設(shè)備面臨的種種限制?！标悓殭?quán)說(shuō)。
 　　實(shí)驗(yàn)中，研究人員制作了一套簡(jiǎn)便的“3D浸入裝置”，通過(guò)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(gè)橫截面的信息，進(jìn)而精確地計(jì)算出物體的幾何形狀，包括平時(shí)激光掃描儀很難捕捉到的部分。科研人員表示，CT設(shè)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(zhuǎn)換法以較低的計(jì)算成本生成更精確的形狀，性價(jià)比高，應(yīng)用范圍更廣。
 　　這項(xiàng)名為“基于浸入轉(zhuǎn)換3D形狀重建”的高科技成果由陳寶權(quán)教授率領(lǐng)北京電影學(xué)院未來(lái)影像高精尖創(chuàng)新中心，聯(lián)合以色列特拉維夫大學(xué)、本·古里安大學(xué)，加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的研究人員合作完成。
 　　編輯點(diǎn)評(píng)
 　　傳統(tǒng)3D掃描和形狀建模常使用激光掃描儀和攝像頭對(duì)物體表面進(jìn)行掃描，其局限性在于光線照不到的地方無(wú)法取樣，縫隙、微小凸起等結(jié)構(gòu)取樣不完整，還有透明等特殊的材料難以處理。水能很好地貼合復(fù)雜的表面，還能滲透到空腔里，計(jì)算排水量也不需要考慮光線的折射率和偏振等問(wèn)題，輕松繞過(guò)了光學(xué)設(shè)備面臨的種種限制。