立體視覺法(Stereoscopic)傳統(tǒng)的立體成像系統(tǒng)使用兩個放在一起的攝影機(jī),平行注視待重建之物體。此方法在概念上,類似人類借由雙眼感知的視頻相疊推算深度[1](當(dāng)然實(shí)際上人腦對深度信息的感知?dú)v程復(fù)雜許多),若已知兩個攝影機(jī)的彼此間距與焦距長度,而截取的左右兩張圖片又能成功疊合,則深度信息可迅速推得。此法須仰賴有效的圖片像素匹配分析(correspondenceanalysis),一般使用區(qū)塊比對(blockmatching)或?qū)O幾何(epipolargeometry)算法達(dá)成。使用兩個攝影機(jī)的立體視覺法又稱做雙眼視覺法(binocular),另有三眼視覺(trinocular)與其他使用更多攝影機(jī)的延伸方法。搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。蘇州使用高精度反向定位掃描儀產(chǎn)業(yè)
接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度,如座標(biāo)測量機(jī)(CMM,CoordinateMeasuringMachine)即典型的接觸式三維掃描儀。此方法相當(dāng)精確,常被用于工程制造產(chǎn)業(yè),然而因其在掃描過程中必須接觸物體,待測物有遭到探針破壞損毀之可能,因此不適用于高價(jià)值對象如古文物、遺跡等的重建作業(yè)。此外,相較于其他方法接觸式掃描需要較長的時(shí)間,現(xiàn)今**快的座標(biāo)測量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測量,而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運(yùn)作頻率則高達(dá)每秒一萬至五百萬次。非接觸主動式掃描主動式掃描是指將額外的能量投射至物體,借由能量的反射來計(jì)算三維空間信息。常見的投射能量有一般的可見光、高能光束、超音波與X射線。常州特殊高精度反向定位掃描儀產(chǎn)業(yè)獲得的數(shù)據(jù)(如待測物的結(jié)構(gòu)、色彩分布),建構(gòu)出更完整的待測物3D模型。
三維掃描儀分類為接觸式(contact)與非接觸式(non-contact)兩種,后者又可分為主動掃描(active)與被動掃描(passive),這些分類下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法。使用可見光視頻達(dá)成重建的方法,又稱做基于機(jī)器視覺(vision-based)的方式,是***機(jī)器視覺研究主流之一。接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度,如座標(biāo)測量機(jī)(CMM,CoordinateMeasuringMachine)即典型的接觸式三維掃描儀。此方法相當(dāng)精確,常被用于工程制造產(chǎn)業(yè),然而因其在掃描過程中必須接觸物體,待測物有遭到探針破壞損毀之可能,因此不適用于高價(jià)值對象如古文物、遺跡等的重建作業(yè)。此外,相較于其他方法接觸式掃描需要較長的時(shí)間,現(xiàn)今**快的座標(biāo)測量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測量,而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運(yùn)作頻率則高達(dá)每秒一萬至五百萬次。
結(jié)構(gòu)光源(StructuredLighting)將一維或二維的圖像投影至被測物上,根據(jù)圖像的形變情形,判斷被測物的表面形狀,可以非常快的速度進(jìn)行掃描,相對于一次測量一點(diǎn)的探頭,此種方法可以一次測量多點(diǎn)或大片區(qū)域,故能用于動態(tài)測量。調(diào)變光(ModulatedLighting)調(diào)變光三維掃描儀在時(shí)間上連續(xù)性的調(diào)整光線的強(qiáng)弱,常用的調(diào)變方式是周期性的正弦波。借由觀察視頻每個像素的亮度變化與光的相位差,即可推算距離深度。調(diào)變光源可采用激光或投影機(jī),而激光光能達(dá)到極高之精確度,然而這種方法對于噪聲相當(dāng)敏感。這類被動式產(chǎn)品往往相當(dāng)便宜。
此法須仰賴有效的圖片像素匹配分析(correspondenceanalysis),一般使用區(qū)塊比對(blockmatching)或?qū)O幾何(epipolargeometry)算法達(dá)成。使用兩個攝影機(jī)的立體視覺法又稱做雙眼視覺法(binocular),另有三眼視覺(trinocular)與其他使用更多攝影機(jī)的延伸方法。色度成形法(ShapefromShading)早期由B.K.P.Horn等學(xué)者提出,使用視頻像素的亮度值代入預(yù)先設(shè)計(jì)之色度模型中求解,方程式之解即深度信息。由于方程組中的未知數(shù)多過限制條件,因此須借由更多假設(shè)條件縮小解集之范圍。例如加入表面可微分性質(zhì)(differentiability)、曲率限制(curvatureconstraint)、光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。此法之后由Woodham派生出立體光學(xué)法。光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。蘇州使用高精度反向定位掃描儀產(chǎn)業(yè)
而激光光能達(dá)到極高之精確度,然而這種方法對于噪聲相當(dāng)敏感。蘇州使用高精度反向定位掃描儀產(chǎn)業(yè)
輪廓法此類方法是使用一系列物體的輪廓線條構(gòu)成三維形體。當(dāng)物體的部分表面無法在輪廓線上展現(xiàn)時(shí),重建后將丟失三維信息。常見的方式是將待測物放置于電動轉(zhuǎn)盤上,每次旋轉(zhuǎn)一小角度后拍攝其視頻,再經(jīng)由視頻處理技巧去除背景并取出輪廓線條,搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。用戶輔助另外有些方法在重建過程中需要用戶提供信息,借助人類視覺系統(tǒng)之獨(dú)特性能,輔助完成重建程序。這些方式都是基于照片攝影原理,針對同個物體拍攝視頻以推算三維信息。另一種類似的方式是全景重建(panoramicreconstruction),乃是在定點(diǎn)上拍攝四周視頻使之得以重建場景環(huán)境。蘇州使用高精度反向定位掃描儀產(chǎn)業(yè)
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