墨西哥研究人員開(kāi)發(fā)出新的3D建模技術(shù)

        如果您想用3D打印機(jī)復(fù)制一個(gè)已有的物體，最常用的方法就是先對(duì)其進(jìn)行3D掃描，然后根據(jù)掃描結(jié)果建模生成3D模型，最后在打印出來(lái)。不過(guò)，當(dāng)您用3D掃描儀把對(duì)象掃描到計(jì)算機(jī)中后，可能還需要對(duì)生成的3D模型進(jìn)行修改完善，除非你使用的是昂貴的高品質(zhì)設(shè)備。
        日前，墨西哥 Centro de Investigaciones en Optca（CIO）的研究人員似乎找到了一個(gè)更好的解決方案，該方案成本更低，而且結(jié)果更加準(zhǔn)確靠。
        這一技術(shù)被稱為“同相位360度輪廓測(cè)定法（Co-phased 360-degree profilometry）”，需要具備5個(gè)必要條件：一部照相機(jī)、兩個(gè)光投影器、受試者（位置固定并能360度旋轉(zhuǎn)），還有一臺(tái)計(jì)算機(jī)。該技術(shù)的原理來(lái)自于武田等人1982年發(fā)表的一篇經(jīng)典研究論文，該論文發(fā)現(xiàn)的方法可以用于構(gòu)件類似圓柱形固體的3D模型，但不能用于構(gòu)建非圓柱體或擁有更多細(xì)節(jié)對(duì)象的3D模型。論文里提供的方法是：用一個(gè)光投影機(jī)將平行線投射到物體上，然后用相機(jī)將其拍攝下來(lái)，由計(jì)算機(jī)對(duì)這些彎曲的平行光帶進(jìn)行分析，并創(chuàng)建出它的3D模型。不過(guò)據(jù)了解，這種方法無(wú)法對(duì)大多數(shù)物體進(jìn)行3D建模，尤其是表面并不規(guī)則的物體。

從左、右角度照射的塑料頭骨的數(shù)字化（圖片來(lái)源：arxiv.org）

        CIO研究人員使用的方法則對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，他們?cè)谙鄼C(jī)兩側(cè)相同的角度上放置了兩臺(tái)投影機(jī)，相機(jī)連續(xù)拍攝，先用一臺(tái)投影機(jī)對(duì)物體進(jìn)行投影，然后是另臺(tái)投影機(jī)做同樣的事，隨后掃描對(duì)象略微旋轉(zhuǎn)，上述過(guò)程再次發(fā)生，直到相機(jī)拍攝了足夠的對(duì)象，足以完成建模。然后由計(jì)算機(jī)根據(jù)復(fù)雜的計(jì)算公式分析拍攝到的這些圖像，最終形成完整的3D模型。。

        根據(jù)發(fā)表的研究結(jié)果，研究小組成功地為一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的塑料頭骨進(jìn)行了3D建模。

左側(cè)顯示出了塑料頭骨的3維灰度渲染圖。右圖顯示是經(jīng)過(guò)大量條紋疊加后的另一個(gè)頭骨的透視圖。 （圖片來(lái)源：http://arxiv.org/）

        根據(jù)上文的描述我們可以看到，實(shí)際上這種建模技術(shù)使用的硬件非常簡(jiǎn)單，關(guān)鍵在于其正確的軟件算法，這就為我們開(kāi)發(fā)更加便宜、實(shí)用的3D建模設(shè)備打開(kāi)了一扇大門(mén)。也許用不了多長(zhǎng)時(shí)間，更便宜、更方便、功能更強(qiáng)的3D掃描設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)在人們的面前。
該技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員包括： Manuel Servin, Guillermo Garnica和J. M. Padilla。