用2D照片建立3D世界,你也可以参与

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把地球上的真实世界以3D方式呈现在互联网上，这不是痴人说梦。只要有足够多的照片，电脑就可以在分析重组后，还原一个虚拟真实的3D世界。你甚至可以把你的卧室、你的宠物甚至是你自己在另一个世界中“重建”。这正是华盛顿大学和康奈尔大学PhotoCity项目的目标。而现在他们已经可以利用一套协作系统，通过强大的图形算法来构建三维建筑、街道甚至是整个城市的渲染。

康奈尔大学的科学家Noah Snavely在华盛顿大学进行他的博士论文时发明了这个新系统，他开发了一套新的算法，该算法可以凭借大量杂乱无章的二维图片生成三维模型。这套算法分为三个阶段，首先通过大量图片来创建“稀疏的点云”，并将其进行出图渲染，其次捕捉物体原本的表面纹理，最终将其转变为三维图像。简单来说，通过这一算法，电脑会对某个物体或某个景点相关的各角度照片进行解析，找出其不同照片中相同的点进行标记，当照片数量足以让电脑获取到上万个甚至十数万个点之后，这些标记点将被电脑转换为三维模型的“密集的点云”。接着，电脑还将从照片上不同部位撷取物体的表面纹理，对点云进行着色，从而最终达成一个三维模型的“重建”。

这一前沿的技术被微软看中，并已经成为了微软的“Photosynth”服务的商品化项目。它可以让用户将各自的相册进行上传，继而通过浏览器来欣赏由各种图片变换而成的“准三维蒙太奇。”不过，Photosynth通常限于数十张或数百张的照片数量，用户上传图片的积极性似乎也不是太高，如今在该项目官方网站(http：／／photosynth，nell上显示的众多三维模型，仍只能称作是“密集的点云”，距离研发人员最初的设想还有很大的差距。

为了改进渲染效果的质量，研发者们计划通过一次公众活动来让他们的计算系统更加完善。这场同样名为PhotoCity的活动已经在华盛顿大学和康奈尔大学的各学生团队中展开，研发者们还计划将其对公众开放，以致力于通过三维渲染来构建纽约市或旧金山。参赛者可以使用iPhone上的应用程序在拍照后一键上传，也可以将自己的数码相册从电脑端上传。活动中，各个竞争团队还可以为他们不满意的一些“半成品”来补充照片。

“显然现在要做的是试着动员大量的民众，让他们走出家门来摄影，从而加速三维模型的复原”，美国国防部高级研究计划署的项目负责人李彼得说。为了吸引志愿者，研发人员还建立了另一个有趣的网站photocityga 。任何人想成为某一特定建筑或地方的监管者，只要上传照片即可。为了保持这个活动的粘度，用户还必须加入小组，通过类似“夺旗”游戏的方式来相互竞争，这样会让用户觉得这个活动更加有趣。

“对于参与者而言有件美妙的事情，就是他们可以拥有自己所创建的点，不管是一个建筑还是建筑集群”，华盛顿大学研究生、计算机图形学研究者、“PhotoCity”项目的设计者之一Kathleen Tuite说。她透露，研发者们正在考虑提供真实世界的奖品，这就像一个流行的互联网GPS游戏――“寻宝”一样可以建立一个奖励机制。

俗话说，罗马并非一日建成，但在信息时代这将成为可能。PhotoCity目前已经开始对一些美国大学和城市中心进行了三维建模的实验。无可置疑，PhotoCity让专业人士不用花费大量人力来完成建筑的测绘，不用再整天坐在电脑前用着复杂的软件来构架线条。比如，在基于该项目的“一日罗马”工程中，一个罗马竞技场的3d建模共使用了2106张图片，通过算法找到了819242个标记点，其耗费的时间仅为以往传统模式的几分之一，而且其撷取的纹理材质更趋近真实。

Noah Snavely和Kathleen Tuite以及他们的同事正在完善他们的计划，一旦他们的项目能够获得最后的成功，那么在另一个真实世界“重建”整个人类社会甚至是整个地球，都不是什么难事。这样一个由2d到3D的高科技魔法，非常令人期待!