提到“3D”第一时间你会想到什么?是电影院里的3D电影,还是刺激逼真的3D游戏?3D电影是利用人眼的双目视差特性,将两个影像进行叠加,从而产生3D立体效果;而3D游戏则是构建一个3D立体空间,这其中所有的模型都是3D立体模型,这也是游戏场景逼真的原因所在。但这些应用侧重的是感官上的3D特效,而我们所说的“3D视界”,除了包含这些外,还涵盖了对客观存在的现实空间的3D度量。
如室内设计师常使用3Dmax软件构建各种3D模型,就是以1:1的比例还原真实尺寸。另外,有些游戏迷喜欢玩Xbox体感游戏,就是在游戏机的周边外设Kinect,而Kinect实际上就是一种3D相机。此外3D打印,苹果手机的“FaceID”等都是典型的3D应用。
计算机视觉作为人工智能的一个分支,侧重的是机器视觉方面的研究,通过对采集的图片或者视频进行处理,最终实现机器人代替人来进行判断和测量等工作。相较于3D视觉,2D视觉技术在现实场景应用中就存在一定的局限性。
第一点是光照的影响,2D视觉是一种基于RGB图像研究和应用的技术,它非常依赖于纯图像的特征,因此在光照条件较差的情况下,呈现出来的效果往往差强人意。关于这一点,大家在使用手机拍照时应该深有体会。
第二点是2D相机无法直接对物体进行测量,它只能检测到一些平面的形状,而难以检测到物体体积、物体倾斜角度、物体位置等其他物理特征。
第三点是2D相机无法区分具有相同颜色或者相近颜色的物体,因为它依赖于目标之间的对比度,所以很难检测同色背景下的同色物体。
第四点是物体运动带来的影响,2D相机虽然可以通过时域特征和近大远小的特点检测到物体的运动,但是它无法获得物体的精确运动轨迹。此外,还有一点就是2D相机如果要识别物体,需要基于尺度不变的前提下进行。
综合以上几点,我们可以知道,虽然2D视觉技术相较于3D技术使用更为普遍,但是在实际应用中它存在许多局限,无法帮助人们更好地开展工作。而且,我们所身处的世界,本质上就是一个立体的世界,因此,3D视觉技术的应用是非常必要的。