Fotografie z lustrzanki przekształcone w modele 3D – nowy algorytm Disneya uprości tworzenie scen w filmach i grach

Skanery 3D to dzisiaj nic nowego – dostępne na rynkunarzędzia pozwalają na szybkie konstruowanie trójwymiarowych modeli zrzeczywistych obiektów... o ile są to proste, wyizolowane ze swojegośrodowiska obiekty, w rodzaju ustawionego na podstawce skaneraczajniczka z herbatą. Zeskanowanie w ten sposób realnej przestrzeni,pełnej niejednorodnych, wzajemnie się przesłaniających obiektów jestpraktycznie niemożliwe. Nie oznacza to jednak, że takie skanowanie wogóle jest niemożliwe. Metoda opracowana przez badaczy zszwajcarskiego oddziału Disney Research pozwala na budowaniezłożonych modeli i scen 3D ze zwykłych, dwuwymiarowych fotografii.Próby przetwarzania obrazów 2D na 3D do tej pory nie przynosiły zadobrych wyników, przede wszystkim ze względu na ogromną ilość danychdo jednoczesnego przetworzenia. Uczeni z Disney Research znaleźlijednak sposób na efektywne przetworzenie serii zdjęć w wysokiejrozdzielczości na trójwymiarową scenę, bez konieczności jednoczesnegoprzechowywania wszystkich danych wejściowych pamięci maszyny.Opracowany przez nich algorytm wykorzystuje koherencję ogromnych pólświetlnych (przestrzennych rozkładów strumieni świetlnych), zrywająccałkowicie z dotychczasowymi metodami rekonstrukcji obrazów.[img=disney3d]Wpierw wyliczane są oszacowania głębokości wokół granic obiektu (anie wewnątrz nich), na podstawie analizy pojedynczych promieniświetlnych, a nie całych regionów zdjęcia. W kolejnym krokuprzetwarzane są bardziej jednorodne obszary wewnętrzne, metodą odnajdrobniejszych do najgrubszych szczegółów (fine-to-coarse),zamiast standardowego przetwarzania od najgrubszych ponajdrobniejsze. Dzięki porzuceniu wszelkich prób globalnejoptymalizacji, zachowywane są precyzyjne kontury obiektów tam gdzieto tylko możliwe, zaś mniej uszczegółowione obszary zastępowane sągładkimi rekonstrukcjami. Dodatkowo, jak badacze piszą,choć ich metoda pozwala na przetwarzanie dowolnychnieustrukturyzowanych danych, to przy wykorzystaniu ich zaleceń co dotworzenia reprezentacji pól świetlnych (sprowadzających się dorobienia zdjęć wzdłuż określonej ścieżki), można uzyskać wysokąefektywność ich przetwarzania na standardowym, desktopowym GPU –podczas jednego z testów, przeprowadzonego na maszynie z Core i7 iNvidią GTX 680, zrekonstruowano scenę 3D ze stu widoków orozdzielczości 21 Mpix w ciągu 9 minut. Odtworzenie sceny z 50widoków zajęło na tej konfiguracji 50 minut. Zdjęcia robione były zapomocą zestawu pozostającego w zasięgu nawet domowego budżetu –lustrzanki Canon EOS 5D Mark II z obiektywem 50 mm, poruszającej sięna wózku po 1,5 metrowym torze – ale możliwe ma byćzastosowanie algorytmu Disneya także na zdjęciach robionych znaczniesłabszymi aparatami. Disney Research swoje osiągnięcieprzedstawia jako znakomity sposób na budowanie dokładnychrekonstrukcji 3D do gier i filmów, a także do druku 3D. Co do tegoostatniego można mieć wątpliwości, ale te dwa pierwsze zastosowaniawydają się całkiem realne. Załączony do pracy klip wideo demonstrujebardzo wysoką jakość rekonstrukcji 3D.[yt=http://www.youtube.com/watch?v=Vf12mepOqNY]Więcej o nowym algorytmieznajdziecie w pracy pt. Scene Reconstruction from HighSpatio-Angular Resolution Light Fields,dostępnej (uwaga: plik PDF, około 60 MB) tutaj.