Photometric stereo é um método de visão por computador que analisa e detalha o contorno e a reflectividade de uma superfície no espaço 3D (tridimensional). O método envolve o brilho de uma fonte de luz externa sobre essa superfície, movendo a luz e recolhendo múltiplas imagens com base nos cenários de iluminação resultantes.
Photometric stereo tem diversas aplicações, nomeadamente reconhecimento facial, garantia de qualidade do produto industrial / controlo de qualidade, e análise das superfícies dos objectos celestes, nomeadamente da lua. Ao contrário de um scanner 3D ou holograma, uma imagem estéreo fotométrica permite ao observador permanecer fixo; apenas a localização da fonte de luz muda. O estéreo fotométrico determina as orientações dos vetores (raios no espaço) que correm normalmente (perpendicularmente) para uma superfície em múltiplos pontos. Conforme o número de pontos e vetores normais aumenta, a qualidade do mapa estéreo resultante melhora.
A matemática do estéreo fotométrico inclui cálculo avançado, análise vetorial e equações diferenciais, mas o conceito básico é fácil de imaginar. Se você fotografar uma estátua intrincada de um único ponto de vista a uma determinada hora do dia (digamos, meio-dia) sob luz solar direta, então qualquer um que olhar para a foto terá uma idéia justa do contorno da estátua. No entanto, se você fotografar essa mesma estátua a partir desse mesmo ponto de vista a intervalos de hora a hora durante um longo e ensolarado dia de verão, qualquer um que veja a coleção de fotos terá uma idéia melhor do contorno da estátua porque o sol a terá iluminado de vários ângulos diferentes. Em estéreo fotométrico, um programa de computador especializado combinaria imagens resultantes de centenas, milhares ou milhões de orientações de fonte de luz, vindas de todas as direcções possíveis no espaço 3D, para produzir uma imagem matemática de precisão da superfície da estátua -- mas apenas como visto a partir de um único quadro de referência.
O conceito de estéreo fotométrico não é novo; Robert J. Woodham da Universidade de British Columbia introduziu a ideia em 1980. Desde então, o avanço da tecnologia informática melhorou enormemente a precisão e expandiu a aplicabilidade dos processos estéreo fotométricos.
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