Закон Архимеда использовали для точного 3D-сканирования

Research in Science and Technology / YouTube

Международная группа исследователей разработала новый метод 3D-сканирования объектов сложной формы. Он основан на измерении объема жидкости, вытесняемой исходным объектом. Погружая объект в воду под разными углами, инженеры научились вычислять его форму с точностью, сопоставимой с существующими сканерами. Разработка была представлена на конференции по компьютерной графике SIGGRAPH 2017, а ее описание доступно на сайте Шаньдунского университета.

3D-сканеры используются во многих областях, к примеру для создания трехмерных моделей людей для фильмов и компьютерных игр. Как правило, принцип их работы основан на повороте объекта и съемки его со всех сторон. При этом сложные детали, к примеру углубления, могут плохо распознаваться сканером. Также оптическими сканерами сложно снимать прозрачные объекты из стекла и других материалов. Авторы новой работы решили разработать метод, который будет лишен этих недостатков.

В основе созданной ими технологии лежит закон Архимеда, который гласит, что объем вытесняемой жидкости равен объему погружаемого в нее тела. Исследователи собрали установку, состоящую из заполненной водой емкости и манипулятора. Манипулятор захватывал сканируемый предмет и с постоянной скоростью опускал его в воду. При этом установка измеряла поднятие уровня воды, и составляла набор «срезов» предмета. Для точности сканирования исследователи проводили серию сканирований под разными углами. Специальное программное обеспечение объединяло данные сканирований в единую 3D-модель.


Исследователи продемонстрировали возможности своего метода на множестве предметов сложной формы, к примеру реалистичной модели слона. После нескольких сотен сканирований под разными углами они достигли высокой точности, не уступающей многим существующим устройствам. Разработчики признают, что их метод занимает много времени, а также пока не всегда справляется с вогнутыми областями в объектах, но они планируют дорабатывать технологию в будущем.

В прошлом году инженер-любитель показал 3D-сканер, работающий на молоке. В нем он использовал немного другой принцип: объект был помещен в молоко, объем которого медленно уменьшался. По мере того, как молоко «обрисовывало» форму предмета, фотокамера снимала эти формы. Затем специальная программа объединяла эти «срезы» в трехмерную модель.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.