Wat is fotometrische stereo?
In computergraphics en, meer specifiek, computer vision-toepassingen, is fotometrische stereo het proces van het creëren van een driedimensionaal (3D) model of weergave van een tweedimensionaal (2D) beeld op basis van de manier waarop de objecten in het beeld reflecteren of breken licht. Wanneer een fotometrisch stereo-algoritme op een object wordt toegepast, moet er meer dan één bronbeeld beschikbaar zijn voor analyse. Voor elk van de te gebruiken bronafbeeldingen moet het object in het algemeen in een statische positie verschijnen, terwijl de lichtbron wordt verplaatst om verschillende aspecten van het oppervlak van het object te onthullen. Eenvoudige methoden voor fotometrische stereobeeldvorming moeten de locatie van de lichten ten opzichte van het object weten, en ze werken het beste wanneer het object uit één materiaal is gemaakt, zodat de highlights en schaduwen voorspelbaar kunnen worden gemeten. Veel geavanceerdere algoritmen en technieken vereisen niet zoveel informatie vooraf en kunnen verschillende veronderstellingen doen, of zelfs oppervlakken interpoleren, om een gedeeltelijk geblokkeerd beeld te voltooien.
Het basisconcept van fotometrische stereo omvat het nemen van verschillende afbeeldingen van een object waarbij de lichtbron in elk beeld rond het object wordt bewogen terwijl het object op dezelfde locatie blijft. Door in elke afbeelding precies te meten hoe de schaduwen en markeringen op het oppervlak van het object vallen, kunnen de oppervlaktestandalen - de richting van een oppervlak - worden berekend. Na het verzamelen van informatie over de normalen van de meetbare gebieden van een object over een reeks 2D-afbeeldingen, kan een 3D-model van het object worden geconstrueerd.
Factoren zoals de diepte van de schaduwen en de intensiteit van de hoogtepunten helpen bij het bepalen van de variërende hoogten van de oppervlaktetopografie. Objecten met een glanzend oppervlak zijn het gemakkelijkst te meten met fotometrische stereo, terwijl objecten die zijn gemaakt van een materiaal met subtielere schaduwen, zoals zachte stof, moeilijker kunnen zijn. Een object met een sterk reflecterend oppervlak, zoals gepolijst chroom, kan problemen veroorzaken zonder de juiste beeldaanpassingen, omdat de reflecties verkeerde resultaten kunnen geven. De algoritmen werken het beste wanneer er slechts een enkele lichtbron en geen geprojecteerde schaduwen zijn, in tegenstelling tot een gebiedslicht, meerdere lichtbronnen of een licht dat door een raam of andere opening schijnt.
Er zijn verschillende toepassingen voor fotometrische stereotechnieken. Bij real-time computer vision-verwerking kan het worden gebruikt om de diepte van objecten in een scène te bepalen. Het kan ook worden gebruikt om nauwkeurige 3D-modellen van objecten in foto's te maken voor historische, archiverende of analytische doeleinden.