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Multi-View Photometric Stereo

Lightsphere
Foto: Thorsten Richter

Das Projekt Multi-View Photometric Stereo hat das Ziel, durch kontrollierte Beleuchtung eine schnelle und hochgenaue Oberflächenanalyse und 3D-Rekonstruktion eines Objekts zu erreichen. Zur Erzeugung von Beleuchtungsmustern wurde eine große kugelförmige Metallkonstruktion (Durchmesser 216 cm) bestehend aus zwei auseinander fahrbaren geodätischen Kuppeln erstellt. Die Kugel ist mit insgesamt 2202 RGB-LEDs bestückt.

Mit Hilfe eines Mikrocontrollers kann jede dieser LEDs individuell angesteuert werden und eine Mischung aus rotem, grünem und blauem Licht emittieren. Das Ansteuern aller LEDs der Kugel benötigt lediglich 6,2 Millisekunden (160 Hz). Daher ist es möglich, in sehr kurzer Zeit verschiedene Beleuchtungsmuster darzustellen und somit auch dynamische Objekte zu vermessen. Durch eine einfach zu bedienende Ansteuerungssoftware können verschiedene Beleuchtungsabfolgen erstellt und an die Hardware übergeben werden.

Photometric Reconstruction

Zur 3D-Vermessung kann unter anderem das so genannte photometrische Stereo-Verfahren verwendet werden. Durch Beleuchten mit verschiedenen Lichtmustern kann mit diesem Verfahren auf die Normale eines Oberflächenpunkts geschlossen werden. Bei einer Aufnahme mit einer Kamera wird auf diese Weise für jeden Bildpunkt eine Oberflächennormale bestimmt. Mit einer hochauflösenden Kamera ist es damit beispielsweise möglich, bei der Aufnahme eines Gesichts einer 3D-Rekonstruktion zu berechnen, bei der einzelne Poren erkennbar sind.

Photometric Reconstruction

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