Ga naar hoofdinhoud

Eén camera, twee foto’s, drie dimensies

Een PC heeft een speciale camera, drie foto’s en veel rekentijd nodig om vol-doende informatie te krijgen over de vorm van objecten in hun omgeving en deze tot een 3-D beeld te verwerken. De FernUniversität in Hagen heeft nu een wiskundig algoritme ontwikkeld, waarbij twee opnames met een eenvoudige camera voldoende zijn. Toepassingen worden mogelijk op veel gebieden, vanaf de modellering van producten tot presentaties in binnenruimtes en spelletjes op de PC. Ook zou dit proces doorontwikkeld kunnen worden voor toepassing in 3D-bioscoopfilms en 3D-tv.

Voor driedimensionaal kijken hebben onze hersenen twee ogen en een fractie van een seconde nodig. In de industriële en medische techniek zijn nu nog drie opnames nodig om conclusies te kunnen trekken over het camerasysteem, afstand en plaats met betrekking tot het gefotografeerde object. Het systeem moet bepalen welke parameters kenmerkend zijn voor het objectief, welk brandpunt het objectief heeft, hoe groot is de afstand tot het object is en wat de relatieve positie.

Uit deze en nog veel meer informatie kunnen drie of meer foto’s worden samengevoegd. Er ontstaat een driedimensionaal object, een wolk uit veel beeldpunten. Bij de conventionele methode met drie foto’s zijn talrijke situaties mogelijk om de punten voor de wolken te verkrijgen. Daaruit moeten de juiste gevonden worden die de realiteit weergeven.

Nieuwe methode
De onderzoekers in Hagen reduceerden de combinatiemogelijkheden wiskundig zo slim, dat twee foto’s voldoende zijn; ze moeten echter wel een gering onderling verschil hebben. De puntenwolk wordt bedekt met een textuur. Deze overtrek, een computergrafiek, maakt uit het 3D-model een kleurige weergave van het gefotografeerde motief.


Er zijn nog maar twee opnamen nodig om een driedimensionaal beeld te berekenen. De puntenwolk is hier al gedeeltelijk omgeven door een textuur.

Uiteraard valt op een vlak beeldscherm dit driedime0nsionale object alleen tweedimensionaal te zien. Men kan het, zoals de gebruikelijke foto, 360° draaien. Het is echter ook mogelijk om het beeld om een van zijn assen te laten roteren. Op deze manier kan men alle kanten van het object bekijken.

    
Het onderzoeksteam van de Fernuniversität in Hagen (links) met de hulpmiddelen waarmee ze tot hun algoritme kwamen. Het scherm op de achtergrond toont de puntenwolk van het beeldje. Rechts het nog niet volledig doorgerekende beeld, dat bij draaien echter een goed driedimensionaal beeld weergeeft.

Om een volledig model te berekenen, dat er ook van achteren realistisch uitziet, heeft men nu 7-8 opnames nodig, voor een gedeeltelijke 3D weergave minimaal 3. Bij deze methode zijn voor een beeldreconstructie nog maar twee aanzichten nodig.

Hoeveel opnamen er nodig zijn voor een complete 360° afbeelding moet nog worden getest. In de praktijk ontstaan fouten, als de standpunten van het objectief te ver van elkaar verwijderd liggen. Daarom zijn ook in de toe-komst meerdere opnames noodzakelijk. De berekening bespaart zelfs in extreme opnamesituaties tijd en kosten, maar dat gaat niet ten koste van de kwaliteit.

Een beknopte uitleg over de wiskundige gedachten achter dit onderzoek vindt u op de website van de universiteit.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven