一般而言，3D物體形狀重建，需要借助先進的激光掃描儀。最近，計算機圖形領(lǐng)域的頂級會議SIGGRAPH 2017對外發(fā)表的一項研究卻另辟蹊徑：用水這一介質(zhì)來獲取物體表面，將3D物體表面建模的任務(wù)轉(zhuǎn)化為體積問題。

“這種新的方法可以準確重建物體中的隱藏部分，克服常見的3D激光掃描方法的局限。”山東大學計算機學院院長陳寶權(quán)教授告訴科技日報記者，傳統(tǒng)3D掃描和形狀建模常使用激光掃描儀和攝像頭對物體表面進行掃描。其局限性在于光線照不到的地方無法取樣，縫隙、微小凸起等結(jié)構(gòu)取樣不完整，還有透明等特殊的材料難以處理。

為此，科學家們將物體浸入水中，測量物體的排水量，然后利用這種體積上的變化信息重建物體的表面形狀，優(yōu)勢就體現(xiàn)了出來。“水能很好地貼合復(fù)雜的表面，還能滲透到空腔里，計算排水量也不需要考慮光線的折射率和偏振等問題，輕松繞過了光學設(shè)備面臨的種種限制。”陳寶權(quán)說。

實驗中，研究人員制作了一套簡便的“3D浸入裝置”，通過多次將物體以不同角度浸入水中，研究人員就能得出物體多個橫截面的信息，進而精確地計算出物體的幾何形狀，包括平時激光掃描儀很難捕捉到的部分。科研人員表示，CT設(shè)備體積龐大，且只能在特定的環(huán)境中使用，成本也高。相比之下，浸入轉(zhuǎn)換法以較低的計算成本生成更精確的形狀，性價比高，應(yīng)用范圍更廣。

這項名為“基于浸入轉(zhuǎn)換3D形狀重建”的高科技成果由陳寶權(quán)教授率領(lǐng)北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心，聯(lián)合以色列特拉維夫大學、本·古里安大學，加拿大英屬哥倫比亞大學的研究人員合作完成。