山东大学独辟蹊径:用水替代激光扫描仪

酷玩 | 2017-08-15 15:02:59
时间:2017-08-15 15:02:59   /   来源: 中国科技网-科技日报       /   点击数:()

一般而言,3D物体形状重建,需要借助先进的激光扫描仪。最近,计算机图形领域的顶级会议SIGGRAPH 2017对外发表的一项研究却另辟蹊径:用水这一介质来获取物体表面,将3D物体表面建模的任务转化为体积问题。

“这种新的方法可以准确重建物体中的隐藏部分,克服常见的3D激光扫描方法的局限。”山东大学计算机学院院长陈宝权教授告诉科技日报记者,传统3D扫描和形状建模常使用激光扫描仪和摄像头对物体表面进行扫描。其局限性在于光线照不到的地方无法取样,缝隙、微小凸起等结构取样不完整,还有透明等特殊的材料难以处理。

为此,科学家们将物体浸入水中,测量物体的排水量,然后利用这种体积上的变化信息重建物体的表面形状,优势就体现了出来。“水能很好地贴合复杂的表面,还能渗透到空腔里,计算排水量也不需要考虑光线的折射率和偏振等问题,轻松绕过了光学设备面临的种种限制。”陈宝权说。

实验中,研究人员制作了一套简便的“3D浸入装置”,通过多次将物体以不同角度浸入水中,研究人员就能得出物体多个横截面的信息,进而精确地计算出物体的几何形状,包括平时激光扫描仪很难捕捉到的部分。科研人员表示,CT设备体积庞大,且只能在特定的环境中使用,成本也高。相比之下,浸入转换法以较低的计算成本生成更精确的形状,性价比高,应用范围更广。

这项名为“基于浸入转换3D形状重建”的高科技成果由陈宝权教授率领北京电影学院未来影像高精尖创新中心,联合以色列特拉维夫大学、本·古里安大学,加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员合作完成。(记者王延斌 通讯员冯刚)

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