MIT全新“偏振3D”把扫描仪精度提高1000倍

随着3D打印的不断普及，3D扫描正在变得越来越重要。目前的3D扫描存在着许多缺陷，要么扫描质量不高，要么价格昂贵。不过，这种状况也许很快就会得到改变，因为麻省理工学院媒体实验室（MITML）的研究者们已经开发出了一种全新的偏振技术 — “偏振3D”，不仅可将现有的标准商用3D扫描仪分辨率提高惊人的1000倍，而且比许多高精度的工业级激光扫描仪更加经济。

应该说，当前市场上先进且优质的3D扫描仪还是不少的。它们能够捕捉到物体的表面纹理、颜色，以及光的吸收和反射。不过MIT此次的新技术却更加强大：不仅扫描质量高出千倍，而且价格不高。

这种3D成像上的突破是研究者利用旧的偏振技术和微软的体感周边外设Kinect创造出来的。偏振是一种物理现象，偏光太阳镜和大部分的3D电影都是应用它的原理制成的。本质上，它会影响光照射到物体上反射的方式。

“现在，摄影师都会在2D照相机上使用偏振滤波器来创建美丽的照片，而‘偏振3D’则可将其进一步拓展，应用到3D照相机上，将现有的毫米级商用深度传感器的分辨率提高3个数量级，达到微米级。”MITML的研究者表示。

据中国3D打印第一互动媒体平台南极熊了解，这种“偏振3D”的开发过程是这样的：首先，研究团队创建了一种新的算法，可以利用光的偏振精确测算出物体反射光的方向和位置。之后，他们将一台微软Kinect扫描仪和一片普通的偏振照相透镜放到了照相机前面，在每次实验中都利用3台分离过滤器拍摄3张物体的照片，然后用新的算法来比较所得图像的光强度。在数次实验之后，他们得到了希望的结果：Kinect的分辨率从原先的厘米级提高到了微米级，足足提升了1000倍之多。你可以从下面的对比图片中明显看出效果：

虽然分辨率提高了，但如果不能将成本降低，还是不能打造出消费级的高端3D扫描仪。所以，为了真正测试自己的技术，研究者们又使用更昂贵的工业级激光扫描仪进行了同样的测试。结果再次证明，“偏振3D”可以实现更高的分辨率。

“现在，我们就可以将3D相机小型化以适应手机的尺寸了，”参与开发“偏振3D”技术的MIT研究生Achuta Kadambi表示， “虽然它们需要与3D传感器结合，造成较粗糙的几何复原。这是偏振的自然应用，因为你仍旧可以使用低质量的传感器，然后加上偏振滤波器，从而得到比激光扫描仪更好的效果。”

目前，有关“偏振3D”研究的全部细节已经被写成了论文，如果你对它感兴趣，不妨点击这里浏览一下，当然前提是你的英文和物理水平足够。

除了可用于制造经济而且高精度的3D扫描仪，这种“偏振3D”技术还能被用于开发自动驾驶汽车，因为这类车辆目前还不能很好地应对雨、雪、雾等相对恶劣的天气状况。在测试中，研究团队已经能够在上述气象条件下从光的干涉波中获得有用的信息，从而处理光的分散了。“在可控条件下减少光的散射只是很小的进步，”Kadambi表示，“不过这总算是一个好的开始。”