山东大学独辟蹊径：用水替代激光扫描仪

本报济南8月14日电(记者冯刚，王言彬记者)总的来说，三维物体形状重建需要先进的激光扫描仪。最近，由计算机图形学领域的*会议SIGGRAPH 2017发布的一项研究发现了另一种方法:使用水作为介质来获取物体表面，并将3D物体表面建模的任务转化为体积问题。

"这种新方法能够准确地重建物体中的隐藏部分，克服了普通三维激光扫描方法的局限性."山东大学计算机科学学院院长陈宝全教授告诉《科学日报》，传统的三维扫描和形状建模经常使用激光扫描仪和照相机来扫描物体表面。它的局限性在于无法对光线无法到达的地方进行采样，对缝隙和微小突起等结构的采样不完整，以及难以处理透明等特殊材料。

为此，科学家将物体浸入水中，测量物体的位移，然后利用这一体积变化信息重建物体的表面形状，这显示了其优势。“水可以很好地适应复杂的表面，并且可以渗透到空腔中。在计算位移时，不需要考虑光的折射率和偏振，因此很容易绕过光学设备的限制。”陈宝全说。

在实验中，研究人员制作了一套简单的“3D沉浸装置”。通过多次以不同的角度将物体浸入水中，研究人员可以获得物体的多个横截面的信息，然后精确地计算物体的几何形状，包括平时难以被激光扫描仪捕获的部分。研究人员表示，CT设备体积庞大，只能在特定环境下使用，而且成本很高。相比之下，浸没转换方法生成的形状更精确，计算成本更低，性价比更高，应用范围更广。

这项名为“基于沉浸变换的3D形状重建”的高科技成果由陈宝全教授领导，由北京电影学院未来图像高级创新中心与来自特拉维夫大学、本古立昂大学和加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员合作完成。