虚拟现实之3D扫描技术

Category: 
虚拟现实之3D扫描技术
2016年10月13

说起扫描,我们会在日常生活中经常使用扫描仪将文件或照片扫描成电子格式,以便分享给其他人,在构建虚拟现实世界的时候,除了使用常规的3D建模技术,我们还可以使用3D扫描技术将真实环境、人物和物体进行快速建模,将实物的立体信息转化成计算机可以直接处理的数字模型。
 
 
说起来连我自己都不敢相信,对于我们普通人来说,可能接触最多的3D扫描技术就是CT,也就是医院里用到的CT技术。CT(Computed Tomography)又称作计算机断层扫描,它的原理是利用精准的X光、超声波等,与灵敏度极高的探测器围绕人体的某一部分做断层扫描,具有扫描时间快、图像清晰等特点,可用于多种疾病的检查。
 
 
3D扫描仪就是利用3D扫描技术将真实世界物体或环境快速建立数字模型的工具。3D扫描仪有多种类型,但通常可以分为两大类:接触式3D扫描仪和非接触式3D扫描仪。目前看来每种3D扫描技术都存在一定的局限性和特点。
 
 
接触式3D扫描技术的精度较高,但是体积巨大、成本高昂,而且对物体表面会造成损伤,其应用领域受到极大的限制。

光学3D扫描又分为主动和被动两种。被动方式其实就是利用3D光感应器来捕捉物体表面的自然光,然后利用双眼视差原理生成立体影像。主动方式就是向物体表面投射特定的光,精度较高,但扫描速度慢,而且激光会对生物体造成一定的伤害。新兴的主动扫描技术采用结构光,通过投影或光栅同时投射多条光线。光学3D扫描技术的成本低,但无法处理表面发光、有镜面效应或是透明的物体,当然更不可能扫描物体内部的结构。
 
 
此外,用于医学检查或工业上使用的X光断层扫描技术成本高昂,但可以用于无损的数字3D建模。
 
 
3D扫描技术和360度全景拍摄技术既有相似之处,也存在一定的差别。相似的地方在于,3D扫描和360度全景拍摄技术一样通常只能收集物体表面的信息。不同之处在于,360度全景拍摄技术关注的是视场范围内的物体表面色彩信息。而3D扫描技术关注的是物体表面的距离信息。所以用360度全景拍摄技术得到的是“瞬间”或动态的影像信息,而3D扫描技术得到的是场景或者是物体的三维数字模型。
 
 
那么是否可以说3D扫描技术就可以完全替代360度全景拍摄技术呢?至少短期内这个答案是否定的。因为3D扫面技术通常用于对小范围内的场景或单个物体进行静态的3D建模或单个物体进行静态的3D建模,而360度全景拍摄技术则可以捕捉大范围内的动态影像。此外3D扫描技术更关注物体表面的拓扑结构,而忽视色彩信息,360度全景拍摄技术作为传统拍摄影像技术的升级,更关注光影和色彩。只有将两种技术结合起来,才可以构建近乎真实的虚拟数字世界。
 
 
总的来说,目前3D扫描技术处于发展的早期阶段,还欠缺方便易用的小飞机解决方案。

相关文章

VRrOOm Wechat