墨西哥研究人員開發(fā)出新的3D建模技術

        如果您想用3D打印機復制一個已有的物體，最常用的方法就是先對其進行3D掃描，然后根據(jù)掃描結果建模生成3D模型，最后在打印出來。不過，當您用3D掃描儀把對象掃描到計算機中后，可能還需要對生成的3D模型進行修改完善，除非你使用的是昂貴的高品質設備。
        日前，墨西哥 Centro de Investigaciones en Optca（CIO）的研究人員似乎找到了一個更好的解決方案，該方案成本更低，而且結果更加準確靠。
        這一技術被稱為“同相位360度輪廓測定法（Co-phased 360-degree profilometry）”，需要具備5個必要條件：一部照相機、兩個光投影器、受試者（位置固定并能360度旋轉），還有一臺計算機。該技術的原理來自于武田等人1982年發(fā)表的一篇經(jīng)典研究論文，該論文發(fā)現(xiàn)的方法可以用于構件類似圓柱形固體的3D模型，但不能用于構建非圓柱體或擁有更多細節(jié)對象的3D模型。論文里提供的方法是：用一個光投影機將平行線投射到物體上，然后用相機將其拍攝下來，由計算機對這些彎曲的平行光帶進行分析，并創(chuàng)建出它的3D模型。不過據(jù)了解，這種方法無法對大多數(shù)物體進行3D建模，尤其是表面并不規(guī)則的物體。

從左、右角度照射的塑料頭骨的數(shù)字化（圖片來源：arxiv.org）

        CIO研究人員使用的方法則對此進行了改進，他們在相機兩側相同的角度上放置了兩臺投影機，相機連續(xù)拍攝，先用一臺投影機對物體進行投影，然后是另臺投影機做同樣的事，隨后掃描對象略微旋轉，上述過程再次發(fā)生，直到相機拍攝了足夠的對象，足以完成建模。然后由計算機根據(jù)復雜的計算公式分析拍攝到的這些圖像，最終形成完整的3D模型。。

        根據(jù)發(fā)表的研究結果，研究小組成功地為一個相當復雜的塑料頭骨進行了3D建模。

左側顯示出了塑料頭骨的3維灰度渲染圖。右圖顯示是經(jīng)過大量條紋疊加后的另一個頭骨的透視圖。 （圖片來源：http://arxiv.org/）

        根據(jù)上文的描述我們可以看到，實際上這種建模技術使用的硬件非常簡單，關鍵在于其正確的軟件算法，這就為我們開發(fā)更加便宜、實用的3D建模設備打開了一扇大門。也許用不了多長時間，更便宜、更方便、功能更強的3D掃描設備就會出現(xiàn)在人們的面前。
該技術研發(fā)團隊的成員包括： Manuel Servin, Guillermo Garnica和J. M. Padilla。