低成本投影机-摄像机系统：密集3D模型与光谱反射性能

本文主要探讨了一种创新的低成本投影机-摄像机系统（Pro-CamSSfM），用于结构和运动光谱反射的密集物体三维模型获取。该系统利用标准RGB摄像头和现成的投影仪作为主动光源，实现了多视角结构光和光谱信息的融合。系统的核心技术包括： 1. 多视图结构光与运动恢复结构（SfM）结合：通过同时估计相机和投影仪的姿态，系统能够重建出物体的三维点云。这种技术利用了摄像机的多个视角来捕捉物体的形状信息，而投影仪则提供光照变化，帮助识别物体表面的细节。 2. 投影仪多光谱成像：投影仪的不同光谱输出为物体提供了丰富的光谱数据，这对于光谱反射率的精确测量至关重要。系统利用这些光谱信息，构建了一个新的模型，用于估计每个三维点的光谱反射率。 3. 光谱反射率估计：作者开发了一种新的算法，考虑了重建的三维点和投影仪位置的几何关系，从而能够更准确地估计每个点的光谱反射率。这种方法弥补了传统几何重建方法在光度特性方面的不足。 4. 实际应用潜力：低成本获取物体的光谱3D信息对于文化遗产保护、植物建模以及光谱渲染等应用具有广泛前景。尽管传统的三维重建技术主要关注几何形状，但集成光谱信息后，可以提供更为丰富的表征，有助于提高这些领域的分析精度和效率。 本文的贡献在于提供了一种经济且高效的解决方案，使用户能够利用现有设备获取具有光谱反射性能的密集三维模型，这对跨学科研究和实际应用场景具有显著价值。通过结合多视角结构光、运动恢复和光谱成像，该系统实现了对物体复杂光学特性与几何结构的综合建模。