2、3D计算机视觉技术的发展与应用探索

3D计算机视觉技术的发展与应用探索

1. 3D计算机视觉概述

3D计算机视觉旨在从立体图像对中恢复三维表面信息，为计算机视觉领域的学生提供图像分析和投影几何技术的扎实基础，也为专业研究人员提供构建3D视觉系统所需的数学和算法参考。其核心是通过处理立体图像对来获取深度信息，进而实现3D测量和物体表面的逆向工程等任务。

2. 立体图像对与深度感知

当我们用双眼观察场景时，由于双眼水平位移，视网膜上形成的图像存在差异，即视差。通过分析这些视差的大小和方向，我们可以推断出场景中物体与观察者的距离。要实现这一目标，需要完成两件事：一是找到立体图像对中相互匹配的局部区域，以确定视差；二是确定眼睛或相机的精确几何属性和配置，这通常需要进行校准。

3. 3D视觉系统

基于立体摄影测量的3D视觉系统需要立体图像对采集硬件，通常连接到装有自动采集控制软件的计算机。采集过程可分为主动照明和被动照明两类：
- 主动照明 ：向场景投射图案，如网格、条纹或随机散斑纹理，以帮助识别和区分视差。
- 被动照明 ：随着高分辨率数码相机的出现，物体表面自然纹理足以用于匹配立体图像对，例如在拍摄人脸和身体时，普通摄影棚闪光灯照明即可。

采集计算机还需运行主要的3D视觉软件组件，包括图像匹配算法、摄影测量软件和3D表面重建软件，同时通常提供3D可视化功能，以展示重建的表面。

软件组件	功能