JP2022523122A - 可動スキャナを使用したテクスチャモデルの生成 - Google Patents
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Abstract
Description
● オペレーティングシステム212、
● カルマンフィルタモジュール214、
● モーショントラッキングモジュール216、
● カラートラッキングモジュール218、
● 3D登録モジュール220、
● カラー統一モジュール222、
● 融合モジュール224、
● カラー較正モジュール226、
● テクスチャ化モジュール228、
● システム100/310によって使用及び生成されるバッファ(複数可)、RAM、ROM、及び/またはデータを記憶するその他のメモリを含むストレージ230
という、プログラム、モジュール、及びデータ構造、あるいはそれらのサブセットまたはスーパーセットを記憶する。
● スキャンされているオブジェクトの3Dデータを収集する(例えば、オブジェクトの表面に照らされてそれによって歪められたストラクチャードライトの画像を収集し、そこからオブジェクトの3D形状の再構成を決定できる)第1の光学センサ602a(例えば、第1の電荷結合デバイス(CCD)検出器)。いくつかの実施形態では、第1の光学センサ602aは、赤外線(IR)光を感知する(ただし、第1の光学センサ602aは、可視光も感知し得る)。
● スキャンされているオブジェクトからテクスチャ(例えば、カラー)データを収集する(例えば、ストラクチャードライトがオブジェクトの表面に示されていない間に画像を収集し、例えば、オブジェクト上に照らされるストラクチャードライトのストロボパルスの間に画像を収集する)第2の光学センサ602b(例えば、第2のCCD検出器)。いくつかの実施形態では、第2の光学センサ602bは、可視光を感知する(ただし、第2の光学センサ602bは、IR光も感知し得る)。
● 可視光とIR光を分離するビームスプリッタ604。ビームスプリッタ604は、カメラ光学系106を介して受信したIR光を第1の光学センサ602aに優先的に向け、カメラ光学系106を介して受信した可視光を第2の光学センサ602bに優先的に向ける。
● 光源606。いくつかの実施形態では、光源606は、パルス光源(例えば、ストロボライト光源)である。いくつかの実施形態では、光源606は赤外線光源である。いくつかの実施形態では、光源606はレーザーである。いくつかの実施形態では、光源606は、垂直共振器面発光レーザーである。いくつかの実施形態では、光源606は、(例えば、パルス幅、ピーク電力、繰り返し率、及び/またはデューティサイクルの適切な選択によって)本体ハウジング102の外側のあらゆる場所でクラス1レーザーとして動作するように構成されている。
● 光がオブジェクトの表面に投射される空間パターンをその上に形成した(例えば、印刷またはエッチングした)スライド616(例えば、空間パターンは、スライドに不透明及び透明として形成される)。したがって、光源606によって生成された光は、スライド616を通過し、ストラクチャードライトとしてオブジェクトの表面に向かって(例えば、その上に)光源光学系104を通って投射される。
● 光源606、光学センサ602、及び位置614に配置されたGPUと位置612に配置されたFPGAとを含む複数のプロセッサに熱的に結合された単一の金属片を含む、冷却マニホールド608(図面のいくつかの場所にラベルが付けられている)。
Claims (24)
- 1つ以上の光学センサを備えた3次元(3D)スキャナを使用して、表面を有するオブジェクトをスキャンすることであって、前記オブジェクトに対して前記3Dスキャナの複数の向きからのカラーデータを生成する、前記スキャンすることと、
少なくとも前記カラーデータを使用して、前記オブジェクトの前記表面のピクセルマップを生成することであって、前記ピクセルマップは、複数のピクセルのそれぞれのピクセルごとに、
前記オブジェクトの前記表面上の対応するポイントのカラー値と、
前記オブジェクトの前記表面上の前記対応するポイントの非カラープロパティの値と
を含む、前記生成することと
を含む、方法。 - 前記ピクセルマップは前記オブジェクトの前記表面のテクスチャマップである、請求項1に記載の方法。
- 前記非カラープロパティは、反射率パラメータ、鏡面反射パラメータ、金属性パラメータ、表面粗さ、または法線方向からなる群から選択される、請求項1~2のいずれかに記載の方法。
- 前記スキャンすることは、前記オブジェクトに対して前記複数の向きで前記3Dスキャナを再配置することを含む、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
- 単一の光学センサが、前記オブジェクトに対して前記3Dスキャナの前記複数の向きからの前記カラーデータを取得する、請求項1~4のいずれかに記載の方法。
- 前記スキャンすることは、前記オブジェクトの前記表面の少なくとも一部の3次元(3D)形状に対応するデータを生成し、
前記方法は、
前記オブジェクトの前記表面の前記少なくとも一部の前記3次元(3D)形状に対応する前記データを使用して、前記オブジェクトの前記表面の前記形状の前記少なくとも一部の3D再構成を生成すること
をさらに含む、
請求項1~5のいずれかに記載の方法。 - 前記オブジェクトの前記表面の前記形状の前記少なくとも一部の前記3D再構成とピクセルマップとを使用して、前記オブジェクトのテクスチャ化3D表現を生成すること
をさらに含む、請求項6に記載の方法。 - 前記オブジェクトの前記テクスチャ化3D表現を使用して、アニメーション内の対応するオブジェクトをアニメーション化すること
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記オブジェクトの前記表面の前記形状の前記少なくとも一部の前記3D再構成を使用して、前記カラーデータが取得された前記オブジェクトに対する前記3Dスキャナの前記複数の向きを決定すること
をさらに含む、請求項6~8のいずれかに記載の方法。 - 前記1つ以上の光学センサは第1の光学センサを含み、前記オブジェクトの前記表面の前記少なくとも一部の3次元(3D)形状に対応する前記データを生成することは、
光の空間パターンを前記オブジェクトの前記表面に投射することと、
前記光の空間パターンが前記オブジェクトの前記表面に投射されている間に、前記第1の光学センサを使用して、前記オブジェクトの前記表面の画像を取得することと、
の動作を繰り返し実行することを含む、
請求項6~9のいずれかに記載の方法。 - 前記1つ以上の光学センサは第2の光学センサを含み、
前記オブジェクトに対して前記3Dスキャナの前記複数の向きからの前記カラーデータを生成することは、前記第2の光学センサを使用して、前記オブジェクトに対して前記複数の向きのそれぞれに配置された前記3Dスキャナを用いて、前記オブジェクトの前記表面の画像を取得することを含む、
請求項1~10のいずれかに記載の方法。 - 前記オブジェクトの前記表面の異なる画像のピクセル間のピクセルレベルの対応関係を決定すること
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記ピクセルマップの前記複数のピクセルのそれぞれのピクセルごとに、前記オブジェクトの前記表面上の前記対応するポイントの前記カラー値は、補正されたカラー値であり、
前記補正されたカラー値を生成することは、
前記カラーデータを使用して、前記それぞれのピクセルの公称カラー値を決定することと、
前記オブジェクトの前記表面上の前記対応するポイントの前記非カラープロパティの前記値を使用して、前記ピクセルマップの前記それぞれのピクセルの前記公称カラー値を調整することと
を含む、
請求項1~12のいずれかに記載の方法。 - 前記非カラープロパティは法線方向であり、
前記ピクセルマップの前記複数のピクセルのそれぞれのピクセルごとに、前記カラー値は、前記それぞれのピクセルの前記法線方向に対して事前定義された角度の範囲からのカラーデータを使用して決定される、
請求項1~13のいずれかに記載の方法。 - 前記事前定義された角度の範囲は、拡散閾値角度よりも大きい角度の範囲であり、
前記方法は、前記ピクセルマップの前記複数のピクセルのそれぞれのピクセルごとに、
前記拡散角度閾値よりも小さい前記法線方向に対する角度で取得されたカラーデータを使用して、鏡面反射パラメータを決定すること
をさらに含む、
請求項14に記載の方法。 - 前記ピクセルマップの前記複数のピクセルのそれぞれのピクセルごとに、前記法線方向が、前記カラーデータで最大輝度が発生する前記角度を前記法線方向として選択することによって決定される、請求項14~15のいずれかに記載の方法。
- 前記ピクセルマップの前記複数のピクセルのそれぞれのピクセルごとに、前記法線方向が、
前記カラーデータを前記カラーデータが取得された前記角度の予め定められた関数に適合させることと、
前記適合された予め定められた関数が最大輝度を有する前記角度を前記法線方向として選択することと
によって決定される、請求項14~15のいずれかに記載の方法。 - 前記1つ以上の光学センサはカメラを含み、
前記オブジェクトに対して前記3Dスキャナの前記複数の向きからの前記カラーデータを生成することは、前記オブジェクトに対して前記複数の向きのそれぞれに配置された前記カメラを用いて、前記オブジェクトの前記表面の画像を取得することを含み、
前記ピクセルマップの前記複数のピクセルのピクセルごとに、前記オブジェクトの前記表面上の前記対応するポイントの前記非カラープロパティの前記値は、
1つ以上のテクスチャ方程式のセットのソルバに、前記画像が取得された前記オブジェクトに対する前記3Dスキャナの前記向きを示す情報とともに、前記オブジェクトの前記表面の前記画像を提供することと、
1つ以上のテクスチャ方程式の前記セットの前記ソルバからの出力として、前記オブジェクトの前記表面上の前記対応するポイントの前記非カラープロパティの前記値を受け取ることと
によって決定される、
請求項1~13のいずれかに記載の方法。 - 前記複数のピクセルのそれぞれの前記カラー値がベクトル値である、請求項1~18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数のピクセルのそれぞれの前記非カラープロパティの前記値がスカラー値である、請求項1~19のいずれかに記載の方法。
- 前記3Dスキャナは、携帯型ハンドヘルド3Dスキャナである、請求項1~20のいずれかに記載の方法。
- 前記3Dスキャナは、30cm×30cm×30cm未満のサイズを有する、請求項1~21のいずれかに記載の方法。
- 1つ以上の光学センサを含む3Dスキャナと、
1つ以上のプロセッサと、
前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに、請求項1~22のいずれかに記載の方法を実行させる命令を記憶するメモリと
を含む、電子システム。 - 1つ以上のプロセッサ、メモリ、及び1つ以上の光学センサを含む3Dスキャナを備えた電子システムによって実行されると、前記1つ以上のプロセッサに、請求項1~22のいずれかに記載の方法を実行させる命令を記憶する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
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