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，因為麻省理工學院媒體實驗室（MITML）的研究者們已經開發(fā)出了一種全新的偏振技術 — “偏振3D”，不僅可將現(xiàn)有的標準商用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濟。

應該說，當前市場上先進且優(yōu)質的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此次的新技術卻更加強大：不僅掃描質量高出千倍，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和微軟的體感周邊外設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電影都是應用它的原理制成的。本質上，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，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相機小型化以適應手機的尺寸了，”參與開發(fā)“偏振3D”技術的MIT研究生Achuta Kadambi表示， “雖然它們需要與3D傳感器結合，造成較粗糙的幾何復原。這是偏振的自然應用，因為你仍舊可以使用低質量的傳感器，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“偏振3D”研究的全部細節(jié)已經被寫成了論文，如果你對它感興趣，不妨點擊這里瀏覽一下，當然前提是你的英文和物理水平足夠。

除了可用于制造經濟而且高精度的3D掃描儀，這種“偏振3D”技術還能被用于開發(fā)自動駕駛汽車，因為這類車輛目前還不能很好地應對雨、雪、霧等相對惡劣的天氣狀況。在測試中，研究團隊已經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步，”Kadambi表示，“不過這總算是一個好的開始�！�


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