Hva er fotometrisk stereo?

I datagrafikk, og mer spesifikt applikasjoner med datamaskinvisjon, er fotometrisk stereo prosessen med å lage en tredimensjonal (3D) modell eller representasjon av et todimensjonalt (2D) bilde basert på måten objektene i bildet reflekterer eller bryter lys. Når en fotometrisk stereoalgoritme brukes på et objekt, må det være mer enn ett kildebilde tilgjengelig for analyse. For hvert av kildebildene som skal brukes, bør objektet generelt vises i en statisk posisjon, mens lyskilden flyttes for å avsløre forskjellige aspekter av overflaten til objektet. Enkle metoder for fotometrisk stereobilde må vite plasseringen av lysene i forhold til objektet, og de fungerer best når objektet er laget av et enkelt materiale slik at høydepunktene og skyggene kan måles forutsigbart. Mye mer avanserte algoritmer og teknikker krever ikke så mye informasjon på forhånd og kan gjøre flere antagelser, eller til og med interpolere overflater, for å fullføre et delvis hindret bilde.

Det grunnleggende konseptet med fotometrisk stereo innebærer å ta flere bilder av et objekt med lyskilden i hvert bilde flyttet rundt objektet mens objektet forblir på samme sted. Ved å måle nøyaktig hvordan skyggene og høydepunktene faller på overflaten til objektet i hvert bilde, kan overflatenormalene - retningen en overflate vender mot - beregnes. Etter å ha samlet informasjon om normalene til de målbare områdene til et objekt på tvers av en serie med 2D-bilder, kan en 3D-modell av objektet konstrueres.

Faktorer som dybden på skyggene og intensiteten til høydepunktene er med på å bestemme de forskjellige høydene på overflatetopografien. Gjenstander som har en blank overflate er de enkleste å måle med fotometrisk stereo, mens gjenstander som er laget av et materiale med mer subtile skygger, for eksempel mykt stoff, kan være vanskeligere. Et objekt som har en meget reflekterende overflate, for eksempel polert krom, kan by på noen problemer uten riktig justering av bilder, fordi refleksjonene kan gi falske resultater. Algoritmene fungerer best når det bare er en enkelt lyskilde og ingen projiserte skygger, i motsetning til et områdelys, flere lyskilder eller et lys som skinner gjennom et vindu eller annen åpning.

Det er flere bruksområder for fotometriske stereoteknikker. I sanntidsprosessering av datamaskinsyn kan den brukes til å bestemme dybden på objekter i en scene. Det kan også brukes til å lage nøyaktige 3D-modeller av objekter i fotografier for historiske, arkiverende eller analytiske formål.