一种捕获结构光光点坐标的方法及其软件实现

针对一些希望利用实物快速生成其相应的三维模型，但是对模型的精度要求不高的场合，本文提出了一种基于结构光测量方法并且使用廉价设备的光点捕获方法。详细叙述了利用DirextX 进行视频捕获的全过程，并且提出一种简单实用的计算光点中心的方法。为建立便宜的结构光测量系统打下了基础。
关键词：捕获结构光点；视频捕获；DirextX；
廉价结构光系统计算机视觉的结构光立体成像方法是目前广为使用的测量物体表面三维空间坐标的一种方法。该方法脱胎于双目视觉成像，但是使用一束受控制的激光束来照射目标的表面，这样可以绕开双目视觉成像中寻找对应点的难题。使用结构光测量物体表面坐标需要依赖光点在视频捕获设备上的坐标和结构光的空间方位参数。结构光空间方位参数获取因设备而异，这里只介绍一种使用廉价设备获得光点坐标的方法。通过使用专用的设备，结构光方法可以获得极高的精确度（0.01mm）和很大的测量深度（几十米）。这样的测量精度和范围能满足很多工程应用和科学研究的需要，但是目前这种设备的价格比较高昂。有时候我们并不需要很高的精度和一次测量很大的物体，比如CAI（Computing Assisted Instruction 计算机辅助教学）/CBT（Computing Based Training 计算机辅助训练）中大量的演示用三维模型。在这种背景下，完全可以利用市场中已有的成熟的商品，配合精心编制的程序，制作出极其廉价的结构光光点的捕获系统。
由于 Windows 系统对各种多媒体设备有良好的内建支持，且各种图像捕获设备的驱动程序大都支持Windows 系统。所以这里使用Windows 作为软件开发的平台。由于微软将视频有关的应用程序接口大都封装在其推出的DirectX 组件里（可以在微软的网站上免费下载到SDK），而且DirectX 组件执行效率高，运行速度快，所以这里介绍一种基于DirectX 的视频捕获方法。
DirectX 完全是以COM（Component Object Model组件对象模型）组件的形式提供服务的，所以应该对COM 有一定的了解。这里限于本文重点，不对COM作具体的介绍，若有需要请查阅相关书籍和资料。