3D-сканирование для масс

Обширный список технологий 3D-сканирования пополнился новым пунктом, - на редкость дешевым и сердитым.

Речь идет о технологии, недавно представленной общественности (посредством публикации статьи в научном электронном журнале Optics Express) группой исследователей из Университета Аризоны под управлением Скотта Тио (Scott Tyo) и Джима Швигерлинга (Jim Schwiegerling).

Суть ее в следующем: соосно объективу обычной камеры располагаются два проектора (вроде тех, что проецируют "матроски", позволяющие многим современным камерам автофокусироваться в темноте). Один проектор проецирует на снимаемые объекты квадратно-гнездовой массив горизонтальных линий; другой -- вертикальных. Суперпозиция этих изображений выглядит примерно так:

Получено это изображение (количество крестиков уменьшено в нем для наглядности) путем попиксельного вычитания фотографии Б из фотографии А, где А сделана со включенными проекторами, а Б (через мгновение) - с отключенными.

Объектив первого проектора сфокусирован на 10-сантиметровое расстояние от камеры, а объектив второго - на метровое. Соотнося расфокусированность горизонтальной и вертикальной частей каждого крестика, программное обеспечение реставрирует глубину запечатленного изображения (разработчики положили в основу алгоритма, реализующего эту функцию, вэйвлет-анализ).

Вот как выглядит фотографируемая сцена и результат ее объемной реконструкции.

Насчет двух проекторов я, положим, ввел вас в заблуждение (ради доходчивости изложения). Проектор используется один, но он оснащен экзотическими линзами способными за счет сильного астигматизма "фокусироваться" на двух плоскостях одновременно.

В планах разработчиков выделяются три пункта:

1. Поэкспериментировать с инфракрасными прожекторами. Нужно это, я полагаю, гл. обр. для избавления от паузы меж получением фотографий А и Б (ясно, что их разнесенность во времени при съемке быстро движущегося объекта и/или при тряскости рук фотографа чревата сильным зашумлением результатов вычитания). Добиться этого можно, к примеру, пожертвовав каждой второй зеленой ячейкой байеровского фильтра и отведя четверть пикселов на регистрацию ИК-части спектра.

2. Увеличить глубину разрешаемого пространства до двух метров (увы, о съемке увы, о 3D-сканировании пейзажей с помощью маломощного проектора с крохотной диафрагмой нечего и думать).

3. Найти средства для коммерциализации.

Пункт 3 связан с таким вопросом: когда в гаджетостроительной индустрии возникнет консенсус относительно целесообразности ввода 3D-сканирования в ассортимент стандартных функций смартфонов и "мыльниц"? Размышлять о том, наступит ли такой момент вообще, я полагаю, бессмысленно: на что ж кроме 3D-сканирования, можно переключить внимание потребителя после того, как гонка за мультимегапиксельность окончательно себя дискредитирует (камеры Lytro можно считать первой ласточкой, -- ну или первым блином ввиду относительной прохладности их встречи гаджетирским сообществом).

Основным недостатком описанной технологии представляется скромность обеспечиваемой ею разрешающей способности сканирования. Но, во-первых, ее можно повысить искусственно (с помощью разного рода ухищрений из арсенала теории анализа изображений), а во-вторых: нужна ли массовому рынку аптекарская точность?

В то же время дешевизна и потенциальная компактность реализации данной технологии делают ее настолько привлекательной для массового рынка, что не придется удивляться, если именно ей суждено выйти на него первой.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365