الهندسة متعددة المناظر وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد
تدرس الهندسة متعددة المناظر العلاقات بين صور المشهد نفسه الملتقطة من وجهات نظر مختلفة، وتستخدم عملية إعادة البناء ثلاثي الأبعاد هذه العلاقات لاستعادة بنية المشهد ومواقع الكاميرات.
Definition
الهندسة متعددة المناظر هي دراسة القيود الهندسية التي تربط صورًا متعددة لمشهد ما، وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد هي استعادة بنية المشهد وأوضاع الكاميرا المتوافقة مع تلك الصور.
Scope
يغطي هذا الموضوع الهندسة الإيبولارية والمصفوفات الأساسية والجوهرية، والستريو ثنائي المنظر ومتعدد المناظر لتقدير العمق، والتثليث، وبنية الحركة التي تستعيد الكاميرات والنقاط بشكل مشترك، وتعديل الحزمة كتنقيح غير خطي لإعادة البناء الكاملة.
Core questions
- ما هي القيود التي تربط نفس النقطة في المشهد التي تظهر في صورتين؟
- كيف يتم استعادة العمق من التوافق الستريو؟
- كيف يتم استعادة أوضاع الكاميرا وبنية المشهد في وقت واحد؟
- كيف يتم تنقيح إعادة بناء كبيرة لتقليل خطأ إعادة الإسقاط؟
Key concepts
- الهندسة الإيبولارية
- المصفوفات الأساسية والجوهرية
- التوافق الستريو
- التثليث
- بنية الحركة
- تعديل الحزمة
Key theories
- الهندسة الإيبولارية
- بالنسبة لمنظرين، تقيد نقطة في إحدى الصورتين تطابقها مع خط في الصورة الأخرى، ويتم ترميز ذلك بواسطة المصفوفة الأساسية، مما يقلل من البحث عن التطابق ويشكل أساس تقدير الستريو والحركة.
- تعديل الحزمة
- يتم تنقيح عملية إعادة البناء عن طريق التحسين المشترك لجميع معلمات الكاميرا والنقاط ثلاثية الأبعاد لتقليل إجمالي خطأ إعادة الإسقاط، وهي مشكلة مربعات صغرى غير خطية متفرقة وكبيرة تقع في صميم بنية الحركة.
Clinical relevance
تُمكّن إعادة البناء متعددة المناظر من رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد والمسح التصويري، والتوطين ورسم الخرائط المتزامنين البصريين للروبوتات والطائرات بدون طيار، والواقع المعزز، ورقمنة التراث الثقافي، وتوليد نماذج ثلاثية الأبعاد من مجموعات الصور.
History
بالاعتماد على المسح التصويري، تم توحيد الصياغة الإسقاطية للهندسة متعددة المناظر في التسعينيات؛ وتم تجميع تعديل الحزمة في عام 2000، ثم أعادت أنظمة بنية الحركة واسعة النطاق بناء المدن من مجموعات الصور على الإنترنت لاحقًا.
Key figures
- Richard Hartley
- Andrew Zisserman
- Bill Triggs
Related topics
Seminal works
- hartley2004
- triggs2000
Frequently asked questions
- كيف يمكن استعادة الأبعاد الثلاثية من الصور المسطحة؟
- يمكن تثليث نقطة تُرى من وجهتي نظر أو أكثر معروفتين، ويؤدي مطابقة العديد من النقاط عبر المناظر إلى تقييد كل من بنية المشهد ومواقع الكاميرا بما يكفي لإعادة بنائها حتى مقياس معين.
- ما هي بنية الحركة؟
- إنها عملية التقاط مجموعة من الصور المتداخلة، وإيجاد الميزات المتطابقة، وحل موقع كل كاميرا وموقع النقاط ثلاثية الأبعاد في وقت واحد، مما ينتج عنه نموذج ثلاثي الأبعاد متفرق ومسار الكاميرا.