一種捕獲結(jié)構(gòu)光光點(diǎn)坐標(biāo)的方法及其軟件實(shí)現(xiàn)

針對一些希望利用實(shí)物快速生成其相應(yīng)的三維模型，但是對模型的精度要求不高的場合，本文提出了一種基于結(jié)構(gòu)光測量方法并且使用廉價(jià)設(shè)備的光點(diǎn)捕獲方法。詳細(xì)敘述了利用DirextX 進(jìn)行視頻捕獲的全過程，并且提出一種簡單實(shí)用的計(jì)算光點(diǎn)中心的方法。為建立便宜的結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：捕獲結(jié)構(gòu)光點(diǎn)；視頻捕獲；DirextX；
廉價(jià)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺的結(jié)構(gòu)光立體成像方法是目前廣為使用的測量物體表面三維空間坐標(biāo)的一種方法。該方法脫胎于雙目視覺成像，但是使用一束受控制的激光束來照射目標(biāo)的表面，這樣可以繞開雙目視覺成像中尋找對應(yīng)點(diǎn)的難題。使用結(jié)構(gòu)光測量物體表面坐標(biāo)需要依賴光點(diǎn)在視頻捕獲設(shè)備上的坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)光的空間方位參數(shù)。結(jié)構(gòu)光空間方位參數(shù)獲取因設(shè)備而異，這里只介紹一種使用廉價(jià)設(shè)備獲得光點(diǎn)坐標(biāo)的方法。通過使用專用的設(shè)備，結(jié)構(gòu)光方法可以獲得極高的精確度（0.01mm）和很大的測量深度（幾十米）。這樣的測量精度和范圍能滿足很多工程應(yīng)用和科學(xué)研究的需要，但是目前這種設(shè)備的價(jià)格比較高昂。有時(shí)候我們并不需要很高的精度和一次測量很大的物體，比如CAI（Computing Assisted Instruction 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）/CBT（Computing Based Training 計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練）中大量的演示用三維模型。在這種背景下，完全可以利用市場中已有的成熟的商品，配合精心編制的程序，制作出極其廉價(jià)的結(jié)構(gòu)光光點(diǎn)的捕獲系統(tǒng)。
由于 Windows 系統(tǒng)對各種多媒體設(shè)備有良好的內(nèi)建支持，且各種圖像捕獲設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序大都支持Windows 系統(tǒng)。所以這里使用Windows 作為軟件開發(fā)的平臺。由于微軟將視頻有關(guān)的應(yīng)用程序接口大都封裝在其推出的DirectX 組件里（可以在微軟的網(wǎng)站上免費(fèi)下載到SDK），而且DirectX 組件執(zhí)行效率高，運(yùn)行速度快，所以這里介紹一種基于DirectX 的視頻捕獲方法。
DirectX 完全是以COM（Component Object Model組件對象模型）組件的形式提供服務(wù)的，所以應(yīng)該對COM 有一定的了解。這里限于本文重點(diǎn)，不對COM作具體的介紹，若有需要請查閱相關(guān)書籍和資料。