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立体摄影：捕捉你的 3D 世界 杜若飞（5090109228 ） 电子信息与电气工程学院 计算机科学与技术 （ACM 试点班 ）F0903028 摘要 随着手机、平板电脑等智能设备的普及，摄像头已不再是十年前令人歆羡的昂贵 物品。每天，在世界的每个角落，都时时刻刻有人举起摄像机捕捉令人心动的画面。 然而，二维画面的表达能力终归是有限的；随着 3D 电影、3D 打印机、3D 扫描仪等 新兴产品的问世，3D 逐渐走进了千家万户。本文主要阐述笔者于 2012 年 7 月至今 于微软亚洲研究院实习期间研发的基于智能设备摄像头的立体摄影（三维重建）系统 （StereoCamera ）原理、机制以及在线使用效果。最后展示笔者一些二维摄影作品 和三维建模作品，以飨读者。 关键词 3D 摄像 ；三维重建；立体摄影；计算机视觉；摄影作品； StereoCamera: Capture Your 3D World Du Ruofei (School of Electronic, Information, and Electrical Engineering, ACM Class, F0903028) Abstract As the popularity of mobile phone, pads and laptops, camera is no longer that expensive we admired so much ten years ago. Every day in everywhere, there exists someone holding cameras capturing the touching scenes in the world. Nevertheless, the expression of 2D images is still limited; as the creation of 3D Movie, 3D Printers, 3D Scanners, 3D is coming to everybody. This article illustrates the StereoCamera work of the author done in Microsoft Research Asia including the principles, theories and the effects. Finally, there are 2D photos taken by the author and 3D models reconstructed by the author in the end. Key words 3D Camera; 3D Reconstruction; Stereo Photography; Computer Vision; Photography 1 概述 最近几年，3D 技术引起了越来越多的关注：3D 电影、3D 打印机、3D 显示器逐渐走 入了普通民众的视野。而这些新兴技术中，少不了对三维模型的大量需求。然而，现有的三 维重建技术往往都是为专业用户设计的，3D 扫描仪、深度摄像仪、激光扫描等涉及了专业 的设备和昂贵的物力。如果普通用户通过数码相机、智能手机、智能平板电脑设备就可以轻 易摄制易于使用的 3D 模型该有多好！因此，我们设计了 StereoCamera ，旨在降低人们摄 制三维模型的门槛。 以往的三维建模工作往往基于大规模场景建模，很少关注小物体重建。比如 DTAM ， 作为一个实时跟踪、三维重建系统，通过跟踪图像特征来工作；然而，它很难精确到每一个 像素，也很难将物体与背景做很好的分割。ProFORMA ，作为一个实时物体重建系统，可 以对小物体建模；然而，它的跟踪过程很容易失败，相机也很难对准。 我们认为，对小物体的三维重建工作最关键的就是前后景的分割。正因如此，现有的三 维重建技术往往受制于此。所以，我们通过将 PaintSelection 引入项目，实现了让用户实 时交互式，通过智能手机或者平板电脑来摄制三维模型。 图 1. 笔者使用 Surface