MobileFusion – Microsoft trasformerà qualsiasi smartphone in uno scanner 3D

Negli ultimi anni, la scansione oggetti a basso costo è diventata sempre più popolare grazie  al crescente interesse generale per la stampa 3D .La scansione 3D è un modo prezioso e veloce per catturare contenuti da riprodurre utilizzando una stampante 3D. Mentre sono stati introdotti  una serie di nuovi dispositivi hardware che mirano ad abbassare  il costo di ingresso per coloro che iniziare con la scansione 3D – come ad esempio il Progetto Tango di Google esiste uno spazio molto più conveniente come ad esempio una app che trasformi i nostri cellularu in uno scanner 3d senza bisogno di hardware aggiuntivo.

Recentemente, Peter Ondruska – uno studente della Robotica Mobile Group presso l’Università di Oxford – insieme a Pushmeet Kohli e Shahram Izadi di Microsoft Research hanno sviluppato un nuovo sistema per fare scansioni in tempo reale di superfici 3D utilizzando la tecnologia esistente all’interno dei nostri smartphone – senza alcuna modifica hardware

“Il nostro sistema ricostruisce modelli di superfici 3D in tempo reale direttamente sul dispositivo, consentendo la cattura leggera di oggetti 3D dettagliate, a velocità elevatissimi.” spiega il team

Dopo avere speso un sacco di tempo per comprendere i sistemi di scansione 3D – come il Microsoft Kinect – il team ha voluto concentrarsi sul potenziale offerto dai  telefoni cellulari , una zona che ha già visto una notevole crescita e che sta cominciando a includere più tecnologie che in precedenza non era possibile inserire in un dispositivo tascabile.

Il risultato della ricerca e sviluppo del team è una nuova ricostruzione della superficie volumetrica in tempo reale e sistema di tracciamento denso chiamato MobileFusion.

Al fine di eseguire la scansione di un oggetto, il sistema si basa su un processo in cinque fasi :

1. allineamento dell’immagine per la stima della posa
2. selezione fotogramma chiave
3. densa corrispondenza stereo
4.  aggiornamento olumetrico
5.  ray-tracing per l’estrazione di superficie.

Quando viene  somministrato un flusso di fotogrammi , il sistema  stima la posa della  fotocamera  allineando l’intero frame RGB con una proiezione del modello volumetrico corrente. Sulla base di questo ingresso  i fotogrammi chiave vengono selezionati usando una metrica che ne  valuta la sovrapposizione . Dopo che le sovrapposizioni sono state valutate, una posa viene utilizzata per selezionare un fotogramma chiave che può essere utilizzato per eseguire la corrispondenza stereografica. Da questa fase in poi, la mappa di profondità viene poi unita in un unico modello volumetrico globale, che viene visualizzato all’utente.

Al fine di garantire che i risultati per ciascun modello rimangano costanti durante il processo di scansione, il sistema sospende le impostazioni di default della fotocamera e garantisce che la sensibilità ISO , la esposizione e la  messa a fuoco rimangono costanti.

Mentre gli sviluppi sono stati promettenti, il team  riconosce tuttavia  che il loro nuovo sistema non è privo di limitazioni

“Come per molti metodi stereo passivi, in presenza di superfici speculari o lucide, il modello può contenere geometrie incomplete o sporcizie e alche il  Color bleeding attraverso voxel è un problema. ”

Indipendentemente da ciò, la ricerca è un passo fondamentale per consentire una nuova generazione  di smartphone in grado di eseguire  scansioni 3D con la stessa facilità con cui si fanno le foto

“Riteniamo che questi tipi di tecnologie di scansione 3D porteranno all’acquisizione 3D un nuovo pubblico per cui la cattura e riproduzione del mondo reale diventa onnipresente,”  ha aggiunto il team