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。

應(yīng)該說，當(dāng)前市場上先進且優(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’則可將其進一步拓展，應(yīng)用到3D照相機上，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相機小型化以適應(yīng)手機的尺寸了，”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�！霸诳煽貤l件下減少光的散射只是很小的進步，”Kadambi表示，“不過這總算是一個好的開始。”


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