MIT全新“偏振3D”把掃描儀精度提高1000倍

隨著3D打印的不斷普及,，3D掃描正在變得越來越重要,。目前的3D掃描存在著許多缺陷,，要么掃描質(zhì)量不高,，要么價格昂貴,。不過,，這種狀況也許很快就會得到改變,，因為麻省理工學(xué)院媒體實驗室（MITML）的研究者們已經(jīng)開發(fā)出了一種全新的偏振技術(shù) — “偏振3D”，不僅可將現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)商用3D掃描儀分辨率提高驚人的1000倍,，而且比許多高精度的工業(yè)級激光掃描儀更加經(jīng)濟(jì),。

應(yīng)該說,，當(dāng)前市場上先進(jìn)且優(yōu)質(zhì)的3D掃描儀還是不少的。它們能夠捕捉到物體的表面紋理,、顏色,，以及光的吸收和反射。不過MIT此次的新技術(shù)卻更加強(qiáng)大：不僅掃描質(zhì)量高出千倍,，而且價格不高,。

這種3D成像上的突破是研究者利用舊的偏振技術(shù)和微軟的體感周邊外設(shè)Kinect創(chuàng)造出來的。偏振是一種物理現(xiàn)象,，偏光太陽鏡和大部分的3D電影都是應(yīng)用它的原理制成的,。本質(zhì)上，它會影響光照射到物體上反射的方式,。

“現(xiàn)在,，攝影師都會在2D照相機(jī)上使用偏振濾波器來創(chuàng)建美麗的照片，而‘偏振3D’則可將其進(jìn)一步拓展,，應(yīng)用到3D照相機(jī)上,，將現(xiàn)有的毫米級商用深度傳感器的分辨率提高3個數(shù)量級，達(dá)到微米級,�,！盡ITML的研究者表示。

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解,，這種“偏振3D”的開發(fā)過程是這樣的：首先,，研究團(tuán)隊創(chuàng)建了一種新的算法，可以利用光的偏振精確測算出物體反射光的方向和位置,。之后,，他們將一臺微軟Kinect掃描儀和一片普通的偏振照相透鏡放到了照相機(jī)前面，在每次實驗中都利用3臺分離過濾器拍攝3張物體的照片,，然后用新的算法來比較所得圖像的光強(qiáng)度,。在數(shù)次實驗之后，他們得到了希望的結(jié)果：Kinect的分辨率從原先的厘米級提高到了微米級,，足足提升了1000倍之多,。你可以從下面的對比圖片中明顯看出效果：

雖然分辨率提高了，但如果不能將成本降低,，還是不能打造出消費級的高端3D掃描儀,。所以，為了真正測試自己的技術(shù),，研究者們又使用更昂貴的工業(yè)級激光掃描儀進(jìn)行了同樣的測試,。結(jié)果再次證明，“偏振3D”可以實現(xiàn)更高的分辨率,。

“現(xiàn)在,，我們就可以將3D相機(jī)小型化以適應(yīng)手機(jī)的尺寸了,，”參與開發(fā)“偏振3D”技術(shù)的MIT研究生Achuta Kadambi表示， “雖然它們需要與3D傳感器結(jié)合,，造成較粗糙的幾何復(fù)原,。這是偏振的自然應(yīng)用，因為你仍舊可以使用低質(zhì)量的傳感器,，然后加上偏振濾波器,，從而得到比激光掃描儀更好的效果�,！�

目前,，有關(guān)“偏振3D”研究的全部細(xì)節(jié)已經(jīng)被寫成了論文，如果你對它感興趣,，不妨點擊這里瀏覽一下,，當(dāng)然前提是你的英文和物理水平足夠。

除了可用于制造經(jīng)濟(jì)而且高精度的3D掃描儀,，這種“偏振3D”技術(shù)還能被用于開發(fā)自動駕駛汽車,，因為這類車輛目前還不能很好地應(yīng)對雨、雪,、霧等相對惡劣的天氣狀況,。在測試中，研究團(tuán)隊已經(jīng)能夠在上述氣象條件下從光的干涉波中獲得有用的信息,，從而處理光的分散了,。“在可控條件下減少光的散射只是很小的進(jìn)步,，”Kadambi表示,，“不過這總算是一個好的開始�,！�


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