3D重构基础一

资料来源：3D reconstruction from multiple images (Theo Moons，Maarten Vergauwen, Luc Van Gool)

一、Stereo Vision

深度信息感知是人类产生立体视觉的前提。生理过程一定是相当复杂，此处，我们只从物理角度，并采用数学的方法来讨论。

Inferring depth from images taken at the same time by two or more cameras.

 

基本透视投影

透视投影是多对一的关系，投影线上的任何一点对应同一个像点。

如果用两个摄像机，则可以消除这种多对一，从而能够确定第三维坐标Z的值，即深度信息。

为什么可以感知深度信息呢？我们的左右眼从略微不同的角度观察景物，而这种视差与物体所处的位置有关。

• 概念一：视差(Parallax)   将手指头放在离眼睛不同距离的位置，并轮换睁、闭左右眼，可以发现手指在不同距离的位置，视觉差也不同，且距离越近，视差越大。

• 概念二：Anaglyph image（立体图）是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像（wiki中文链接：http://zh.wikipedia.org/wiki/立体图）

  Anaglyph images are used to provide a stereoscopic 3D effect, when viewed with glasses where the two lenses are different (usually chromatically opposite) colors, such as red and cyan. Images are made up of two color layers, superimposed, but offset with respect to each other to produce a depth effect. Usually the main subject is in the center, while the foreground and background are shifted laterally in opposite directions. The picture contains two differently filtered colored images, one for each eye. When viewed through the "color coded" "anaglyph glasses", they reveal an integrated stereoscopic image. The visual cortexof the brain fuses this into perception of a three dimensional scene or composition.

   

  

  

  这种立体照片的原理是利用特殊的眼镜，使左右眼接收不同颜色的光线，通过大脑合成立体照片。

  关于深度信息的感知理论还在发展中，这是一个复杂的过程，很难用单一的理论来完全描述，决定深度信息感觉的因素很多。如消失线，同类物体的大小，遮挡关系等等。甚至，用单眼也可以感知深度信息。