什么是 3D 重建模型？

在计算机图形学、计算机视觉和医学成像领域，科学家们花了很多年时间研究如何改进成像并创建从图像中获取的物体模型。这是一个复杂的过程，他们面临着许多挑战。然而，他们取得一些成功的一个领域是 3D 重建模型，您可以使用多种方法创建这些模型，并且该技术有多种应用。以下是 3D 重建模型是什么、如何创建它们及其应用的概述。

什么是 3D 重建模型？
3D 重建模型是使用称为 3D 重建的过程制作的模型。这是一个涉及捕捉真实物体外观和形状的过程

如何创建 3D 重建模型？
创建 3D 重建模型有两种主要方法;主动方法和被动方法。活动方法也称为范围数据方法，它们使用数值近似方法来重建 3D 剖面并构建模型。使用这种方法涉及通过使用辐射测距仪或机械测距仪对重建的物体进行主动干扰。机械方法将使用深度计来测量到在转盘上旋转的物体的距离。使用的辐射测量方法包括超声波、微波和移动光源。主动方法和被动方法的区别在于，被动方法不会干扰对象。取而代之的是，他们使用传感器来测量物体表面的辐射度，然后将其用于图像理解。如果使用被动方法，则可以将 3D 重建应用于更多的应用程序。

两种被动方法被广泛使用;单眼提示方法和双目立体视觉。在前一类中，阴影形状被广泛使用，Science Direct说。从物体上收集阴影信息以了解物体上正常信息的深度，这允许重建物体。单目提示方法的另一种形式是光度立体，这只是从阴影中塑造形状的更复杂版本。第三种广泛使用的单眼提示方法是纹理形状。这用于通过使用来自 2D 图像的失真和透视的提示来查找对象表面上法线信息的深度。当使用双目立体视觉时，会收集多个图像以获取有关物体的三维几何信息。同时使用两台相机从不同角度收集图像，或者使用一台相机从不同角度拍摄多张照片。与单眼提示方法相比，使用双目立体视觉方法的一个优点是这是一种更直接的方法。

3D重建模型与虚拟现实应用
3D 重建模型的一个应用是虚拟现实。3D 人脸模型重建是生成虚拟现实中使用的面部动画的重要元素。这带来了一些问题，例如创建逼真的人脸和收集具有相应面部特征的图像。据该杂志报道，现在有一种趋势是使用基于双目立体视觉方法的新算法，这有助于为虚拟现实创建更逼真的面部图像。

3D重建模型及其在医学成像中的应用
3D重建模型最重要的应用之一是在医疗领域。就医学成像而言，重建模型的创建被称为迭代重建。迭代算法用于某些医学成像技术，以重建 2D 或 3D 图像。迭代算法是通过重复产生一系列结果的过程创建的数学和科学指令集。

3D重建模型在医学成像中的优势
使用 3D 重建模型的主要优点是，它们比一些传统的医学图像收集方法提供更好的成像。这尤其适用于可能受到射线路径干扰或噪声统计较差的医学成像，从而产生不清晰的图像。另一个优点是可以从不同的角度给出图像。然后，这为医疗专业人员提供了更多的数据，并可能揭示一些本来会从不同角度错过的东西。某些形式的成像会受到硬件限制或需要时间这一事实的负面影响。这些都是使用3D重建模型可以克服的问题，因为它们比许多其他技术更快、更有效。最后，使用3D重建模型显着改善的一种成像类型是磁共振成像（MRI）。它可以提供物理过程的扩展建模，并允许医疗专业人员使用改进的正则化技术。

那些会改变形状的模型呢？
如果模型随时间改变形状，则捕获图像和创建模型的过程称为时空重建的非刚性重建。这使得重建模型更进一步，因为这些是 4D 重建。这是捕捉真实物体的形状和外观的过程，这些物体会随着时间的推移而逐渐变化。4D 重建模型反映了这种行为，因为它们也会随着时间的推移而变化。该技术通常用于计算机视觉和计算机图形学。

3D 重建模型 - 最终裁决
尽管3D重建是一个相当复杂的过程，存在一些挑战，但它是一项具有许多应用的技术。目前，它主要用于为虚拟现实应用和医学成像创建逼真的成像。这项技术是科学家们仍在努力改进的东西，但这项技术已经取得了重大进步，使其成为比计算机图形学、计算机视觉和医学成像中使用的许多其他技术更好的选择。