Realistisch vastleggen en weergeven, real-world objecten voor elke virtuele omgeving is complex en tijdrovend. Stelt u zich eens voor dat u een conventionele camera met ingebouwde flitser gebruikt - vanaf elk mobiel apparaat of standaard digitale camera - om deze taak te vereenvoudigen. Een wereldwijd team van computerwetenschappers heeft een nieuwe methode ontwikkeld die fysieke objecten repliceert voor de virtuele en augmented reality-ruimte, gewoon met behulp van een point-and-shoot-camera met een flitser, zonder dat er extra, en vaak duur ondersteunende hardware.

"Om een ​​object uit de echte wereld natuurgetrouw te reproduceren in de VR/AR-omgeving, we moeten de 3D-geometrie en het uiterlijk van het object repliceren, " zegt Min H. Kim, universitair hoofddocent computerwetenschappen aan KAIST in Zuid-Korea en hoofdauteur van het onderzoek. "Traditioneel, dit is ofwel handmatig gedaan door 3D-kunstenaars, wat een arbeidsintensieve taak is, of met behulp van gespecialiseerde, dure hardware. Onze werkwijze is eenvoudig, goedkoper en efficiënt, en reproduceert realistische 3D-objecten door gewoon foto's te maken van een enkele camera met ingebouwde flitser."

Kim en zijn medewerkers, Diego Gutiérrez, hoogleraar computerwetenschappen aan de Universidad de Zaragoza in Spanje, en KAIST Ph.D. studenten Giljoo Nam en Joo Ho Lee, zal dit nieuwe werk presenteren op SIGGRAPH Asia 2018 in Tokyo van 4 december tot 7 december. De jaarlijkse conferentie bevat de meest gerespecteerde technische en creatieve leden op het gebied van computergraphics en interactieve technieken, en toont toonaangevend onderzoek in de wetenschap, kunst, gamen en animatie, onder andere sectoren.

Bestaande benaderingen voor het verwerven van fysieke objecten vereisen gespecialiseerde hardware-instellingen om geometrie en uiterlijkmodellering van de gewenste objecten te bereiken. Die opstellingen kunnen een 3D-laserscanner of meerdere camera's omvatten, of een lichtkoepel met meer dan honderd lichtbronnen. In tegenstelling tot, deze nieuwe techniek heeft maar één camera nodig, output van hoge kwaliteit te produceren.

"Veel traditionele methoden die een enkele camera gebruiken, kunnen alleen de 3D-geometrie van objecten vastleggen, maar niet de complexe reflectie van objecten uit de echte wereld, gegeven door de SVBRDF, " merkt Kim op. SVBRDF, wat staat voor ruimtelijk variërende bidirectionele reflectieverdelingsfuncties, is de sleutel bij het verkrijgen van de echte vorm en het uiterlijk van een object. "Het gebruik van alleen 3D-geometrie kan het realistische uiterlijk van het object in de AR/VR-omgeving niet reproduceren. Onze techniek kan zowel hoogwaardige 3D-geometrie als het materiële uiterlijk vastleggen, zodat de objecten realistisch kunnen worden weergegeven in elke virtuele omgeving."

De groep demonstreerde hun raamwerk met behulp van een digitale camera, de Nikon D7000 en de ingebouwde camera van een Android mobiele telefoon, in een reeks voorbeelden in hun paper, "Praktische SVBRDF-acquisitie van 3D-objecten met ongestructureerde flitsfotografie." Het nieuwe algoritme, die geen invoergeometrie van het doelobject vereist, met succes de geometrie en het uiterlijk van 3D-objecten vastgelegd met basis, flitsfotografie en reproduceerde consistente resultaten. Voorbeelden die in het werk werden getoond, waren onder meer een uiteenlopende reeks objecten die een breed scala aan geometrieën en materialen omvatten, inclusief metaal, hout, plastic, keramiek, hars en papier, en bestaat uit complexe vormen zoals een fijn gedetailleerd mini-statuut van Nefertiti.

Bij toekomstig werk, de onderzoekers hopen het opnameproces verder te vereenvoudigen of de methode uit te breiden met dynamische geometrie of grotere scènes, bijvoorbeeld.