只需一個包含閃光燈的相機/攝像頭

(映維網 2018年12月10日)為虛擬環境捕捉和復刻逼真的現實世界對象十分復雜，而且耗時。所以，從移動設備和數碼相機，你能想象只通過一個包含內置閃光燈的傳統相機來簡化這個任務嗎？一支全球化的計算機科學家團隊開發了一種全新的方法：只需使用包含閃光燈的傻瓜式相機來為虛擬現實和增強現實空間復刻物理對象，無需額外的，通常十分昂貴的支持硬件。”

韓國科學技術院的計算科學副教授，本次研究的首席作者Min H. Kim表示：“為了在VR/AR環境中忠實地復刻真實世界的對象，我們需要復制對象的3D幾何形狀和外觀。傳統上，這是由3D美術手動完成，同時是一項勞動密集型任務，或者需要使用專門的，昂貴的硬件。我們的方法簡單，便宜，高效，只需通過內置閃光燈的相機來拍攝圖片即可。”

Kim及其同僚，西班牙薩拉戈薩大學計算機科學教授Diego Gutierrez和韓國科學技術院博士生Giljoo Nam和Joo Ho Lee將于12月4日至12月7日在東京舉行的SIGGRAPH Asia 2018進行演示。

對于用來捕捉物理對象的現有方法，其一般需要專門的硬件設置來實現對所需對象的幾何和外觀建模。這樣的設置可以包括3D激光掃描儀或多個攝像頭，或包含一百多個光源的照明圓頂。相比之下，這只研究團隊提出的新技術只需要一臺相機就能帶來高質量的輸出。

Kim指出：“基于單臺相機的許多傳統方法只能捕獲對象的三維幾何形狀，無法捕捉由SVBRDF給出的，現實世界對象的復雜反射率。” SVBRDF代表空間變化的雙向反射分布函數(Spatially-varying Bidirectional Reflectance Distribution Function)，而這是獲取對象真實形狀和外觀的關鍵。他進一步指出：“僅使用3D幾何體無法在AR/VR環境中復刻對象的逼真外觀。我們的技術可以捕捉高質量的3D幾何體及其材質外觀，從而可以在任何虛擬環境中逼真地渲染物體。”

在論文《Practical SVBRDF Acquisition of 3D Objects with Unstructured Flash Photography》所述的一系列示例中，這支研究小組使用數碼相機，尼康D7000和安卓手機攝像頭展示了他們的框架。他們開發的新算法不需要目標對象的任何輸入幾何形狀，只通過基本的閃光燈拍攝即可成功捕獲3D對象的幾何形狀和外觀。論文所述的例子包括各種各樣的物體，包括金屬，木材，塑料，陶瓷，樹脂和紙張等等。

在未來的研究中，他們希望進一步簡化捕捉過程或擴展這一方法，如納入動態幾何或支持更大的場景。

總結

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