«Более точно оцифровывающими прозрачными объектами наш метод помогает подвинуть нас поближе к устранению барьера между миром цифровых технологий и материальным миром», сказали Джонатан Стетс, Датский технический университет и соруководитель исследовательской группы, которая разработала трубопровод. «Например, это могло позволить проектировщику помещать физический объект в цифровую действительность и проверять, как изменения объекта посмотрят».Прозрачные объекты сложны, чтобы оцифровать, потому что их внешность прибывает почти полностью из их среды.
Хотя сканер CT может приобрести форму ясного объекта, это требует удаления объекта от его среды и освещения, которое должно также быть захвачено, чтобы точно воссоздать внешность объекта.Исследователи детализируют свой подход к оцифровке прозрачных объектов в журнале Optical Society Прикладная Оптика. Ключевыми инновациями в развитии нового метода было использование роботизированной руки, чтобы сделать запись точных местоположений двух камер, привыкших к сценам изображения, содержащим ясный объект.
Детализируя это пространственная информация позволила исследователям делать фотографии сцены, удалять объект и просматривать его в сканере CT и затем помещать его назад в сцену – и в цифровой форме и в реальной жизни – чтобы точно сравнить реальную сцену и ее виртуальную реконструкцию.Сравнение пикселя пикселем «Роботизированная рука позволяет нам получать фотографию и 2D, вычисленное или предоставленное, изображение, которое может быть сравненным пикселем пикселем, чтобы иметь размеры как хорошо матч изображения», сказал Алессандро Даль Корсо, соруководитель исследовательской группы. «Это количественное сравнение не было возможно с предыдущими методами и требует чрезвычайно точного выравнивания между цифровым предоставлением и фотографией».Как только цифровые версии объектов завершены, метод предоставляет информацию о свойствах материала объекта, которые отличны от его формы. «Это позволяет просмотренным стеклянным объектам все еще выглядеть реалистичным, когда помещено в совершенно другую цифровую среду», объяснил Джепп Фрисвэд, член исследовательской группы. «Например, это могло быть положено на стол в цифровой гостиной или на прилавке в виртуальной кухне».Используя оптическую установку, содержащую легко доступные компоненты, исследователи проверили свой новый технологический процесс, оцифровав три сцены, каждый содержащий различный стеклянный объект на столе с бело-серым фоном шахматной доски.
Они начали, приобретя структурированные легкие просмотры сцены, метод отображения, который использует деформацию спроектированного образца, чтобы вычислить глубину и поверхности объектов в сцене. Они также использовали хромовую сферу, чтобы приобрести изображение на 360 градусов среды.
Сцена была освещена светодиодами, устроенными в дуге, чтобы захватить, как легкое прибытие из различных углов взаимодействовало с непрозрачными частями сцены. Исследователи также отдельно просмотрели стеклянные объекты в сканере CT, который предоставил информацию, чтобы восстановить поверхность объекта.
Наконец, цифровая версия сцены и предоставленного стеклянного объекта была объединена, чтобы произвести 3D представление целой сцены.Количественный анализ показал, что изображения цифровой сцены и реальной сцены соответствовали хорошо и что каждый шаг нового технологического процесса отображения способствовал подобию между предоставленными изображениями и фотографиями.
«Поскольку фотографии сделаны при условиях, которыми управляют, мы можем сделать количественные сравнения, которые могут использоваться, чтобы улучшить реконструкцию», сказал Фрисвэд. «Например, трудно судить глазом, если поверхность объекта, восстановленная от компьютерной томографии, точна, но если сравнение показывает ошибки, то мы можем использовать ту информацию, чтобы улучшить алгоритмы, которые восстанавливают поверхность от компьютерной томографии».Новый способ измерить оптические свойства подход также обеспечивает бесконтактный способ измерить оптические свойства материала. Это делает технику потенциально полезной для широкого спектра заявлений вне фильмов и виртуальной реальности.
Например, подход мог позволить исследователям создавать цифровое предоставление объекта и затем щипать параметр, такой как индекс преломления, лучше понимать свойства реального материала. В то время как предыдущие технологии иногда требуют осколка от части объекта измерить его оптические свойства, новая техника могла быть полезна для анализа редких или ценных прозрачных объектов, не вредя объекту. Техника могла также быть применена, чтобы помочь инженерам усовершенствовать дизайн или изготовление ясных продуктов.
Исследователи хотят расширить свой подход к другим проблемам в 3D предоставлении, таким как предоставление объектов, которые показывают металлическое сияние или которые являются прозрачными. Они также работают над способами ускорить приобретение различных изображений и просмотры так, чтобы подход мог использоваться для гарантии качества в производстве ясных продуктов.