結構光

結構光

結構光是一組由投影儀和攝像頭組成的系統結構。用投影儀投射特定的光信息到物體表面後及背景後,由攝像頭採集。根據物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息,進而復原整個三維空間。

基本介紹

  • 中文名:結構光
  • 外文名:Structured light
  • 標定方法:雷射平面標定,斜面標定法
  • 釋義:已知空間方向的投影光線的集合
簡介,三維掃瞄器,3D眼鏡,偏振原理,Kinect,套用,

簡介

結構光是一組由投影儀和攝像頭組成的系統結構。用投影儀投射特定的光信息到物體表面後及背景後,由攝像頭採集。根據物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息,進而復原整個三維空間。

三維掃瞄器

三維掃瞄器(3D scanner)是一種科學儀器,用來偵測並分析現實世界中物體或環境的形狀(幾何構造)與外觀數據(如顏色、表面反照率等性質)。蒐集到的數據常被用來進行三維重建計算,在虛擬世界中創建實際物體的數字模型。這些模型具有相當廣泛的用途,舉凡工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學信息、生物信息、刑事鑑定、數字文物典藏、電影製片、遊戲創作素材等等都可見其套用。三維掃瞄器的製作並非仰賴單一技術,各種不同的重建技術都有其優缺點,成本與售價也有高低之分。目前並無一體通用之重建技術,儀器與方法往往受限於物體的表面特性。例如光學技術不易處理閃亮(高反照率)、鏡面或半透明的表面,而雷射技術不適用於脆弱或易變質的表面。
三維掃瞄器的用途是創建物體幾何表面的點雲(point cloud),這些點可用來插補成物體的表面形狀,越密集的點雲可以創建更精確的模型(這個過程稱做三維重建)。若掃瞄器能夠獲取表面顏色,則可進一步在重建的表面上貼上材質貼圖,亦即所謂的材質印射(texture mapping)。
三維掃瞄器可類比為照相機,它們的視線範圍都呈現圓錐狀,信息的蒐集皆限定在一定的範圍內。兩者不同之處在於相機所抓取的是顏色信息,而三維掃瞄器測量的是距離。由於測得的結果含有深度信息,因此常以深度圖像(depth image)距離圖像(ranged image)稱之。
由於三維掃瞄器的掃描範圍有限,因此常需要變換掃瞄器與物體的相對位置或將物體放置於電動轉盤(turnable table)上,經過多次的掃描以拼湊物體的完整模型。將多個片面模型集成的技術稱做視頻配準(image registration)或對齊(alignment),其中涉及多種三維比對(3D-matching)方法。

3D眼鏡

3D眼鏡(英語:3D glasses),也可稱為“立體眼鏡”,是一種可以用來看3D影像或圖像的特別眼鏡。一般的專業立體眼鏡也比較貴,所以有些人會自製立體眼鏡來用。
3D眼鏡的一般原理分為三種。主要都是令兩隻眼睛接收不同影像,大腦會將兩邊的資料合併起來造成立體的效果。
  • 出現較早的色差眼鏡,一般是一邊紅色,另一邊是藍色綠色,另有其他顏色。
  • 偏振光眼鏡利用偏振原理,兩個鏡片會過濾掉不適合的光線,令影像能夠傳送給正確的眼球。
  • 液晶快門眼鏡是利用視覺暫留方式,左右鏡片利用電子控制液晶交替遮擋左右眼球。同樣,顯示原件需要梅花間竹切換左右眼影像。

偏振原理

觀看立體電影時,觀眾需要戴上一副眼鏡,鏡片是一對透振方向互相垂直的偏振片。其原理是平時我們只有用兩隻眼鏡看物體才能產生立體感,如果用兩個鏡頭如人眼那樣,從兩個不同的方向同時攝下電影場景的像,製成正片。在放映時通過兩個放映機用振動方向互相垂直的兩種先偏振光重疊地放映到銀幕上,人眼通過上述的偏振眼鏡觀看,每隻眼睛只能看到相應獨立的一個圖像,就會像直接觀看時那樣產生立體的感覺。

Kinect

Kinect是由微軟開發,套用於Xbox 360Xbox One主機的周邊設備。它讓玩家不需要手持或踩踏控制器,而是使用語音指令或手勢來操作Xbox 360和Xbox One的系統界面。它也能捕捉玩家全身上下的動作,用身體來進行遊戲,帶給玩家“免控制器的遊戲與娛樂體驗”。此設備是微軟研究院的研究成果之一。
“Kinect”為 kinetics(動力學)加上 connection(連線)兩字所自創的新辭彙,讀音為 ki-nect(/kɪn'ɛkt/),並非 con-nect(/kən'ɛkt/) 或 Kir-nect(/kɚn'ɛkt/)。

套用

  • Kinect for XBOX 360

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