DE69726025T2 - Verfahren und vorrichtung zum erhalten einer dreidimensionalen form - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erhalten einer dreidimensionalen form Download PDF

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Description

  • Die Verwendung von dreidimensionalen Bildern oder Gestalten wird immer wichtiger, auch für neue Anwendungsbereiche, wie das Zeigen von Objekten im Internet, in der Virtual Reality, der Filmindustrie usw..
  • Dreidimensionale Gestaltbeschreibungen werden normalerweise mit zwei oder mehreren Kameras oder durch die Verwendung von Lasersystemen erstellt. Bestehende Systeme können sehr kostspielig sein, ein zeitaufwendiges Kalibrierverfahren benötigen und schwierig zu transportieren sein, während in manchen Fällen die Szene statisch sein muss, das Arbeitsspeichervolumen für die Szene bestimmt wird oder nicht ausreichende Informationen bezüglich der Topologie der Gestalt erhalten werden.
  • Ein Beispiel einer verwandten Forschung ist ein Artikel von A. Blake und andere „Trinocular Active Range-Sensing", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Band 15, Nr. 5, S. 477–483, 1993. Nach diesem Verfahren werden zwei Reihen paralleler Linien sequentiell projiziert. Die Linien im Bild können durch Sicherstellen, dass die projizierten Linien und epipolar Linien sich seitlich kreuzen, identifiziert werden. Die Linien sollten deswegen nicht zu nahe beieinander sein.
  • Ein weiteres Beispiel ist ein Artikel von Vuori und Smith „Three Dimensional Imaging System with Structured Lighting and Practical Constraints", Journal of Electronic Imaging 6 (1), 5. 140–144, 1997. Nach diesem Verfahren wird ein einzelnes Muster projiziert, aber Einschränkungen sind den Dimensionen der Szene zum Aufnehmen und den relativen Abständen zwischen den Musterelementen auferlegt. Dies ermöglicht vorherzusagen, in welchem Teil der Bildebene jedes einzelne Musterelement projiziert wird.
  • Außerdem beginnen bekannte Systeme und Verfahren oft bei absoluten Messungen und Dimensionen, welche nicht immer und in erster Linie nicht dann benötigt werden, wenn die Anwendung auf das Zeigen und nicht das Messen der Objekte gerichtet ist.
  • Im Artikel von Zen Chen und anderen mit dem Titel „Polyhedral Face Reconstruction and Modeling from a Single Image with Structured Light", IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Band 23 Nr. 3, Mai/Juni 1993, New York, US Seiten 864–872 ein ist ein Verfahren zum Erstellen von Bildern von polyedrischen Objekten beschrieben. Das Verfahren ist auf ebene Flecken auf dem Objekt angewiesen und eignet sich nicht für Freiform-Oberflächen.
  • Der Artikel von Whoi-Yul Yura Kim mit dem Titel „Experiment with Cross-Stripe Structured Light System Using Coon's Patch Formalism", 1990 IEEE International Conference on Systems, Conf. Proceedings, Nov. 4–7, 1990 beschreibt ein weiteres System zum Erstellen von Bildern mittels eines Triangulationsverfahrens. Bei diesem Verfahren muss eine eindeutige Zuordnung zwischen projizierten und beobachteten Mustern bekannt sein.
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Erstellen einer dreidimensionalen Gestalt oder Bildes eines Objekts oder einer Szene, wobei ein oder mehrere vorbestimmte Muster von Komponenten mit einer bekannten relativen Positionierung auf das Objekt oder die Szene projiziert werden, gekennzeichnet durch: das Erstellen eines oder mehrerer Bilder des Objekts oder der Szene, wobei zumindest ein Teil des Objekts oder der Szene Freiform-Oberflächen enthält, und das Berechnen der dreidimensionalen Gestalt oder des dreidimensionalen Bildes auf der Basis der relativen Abstände zwischen Musterkomponenten, wie sie in dem einen oder den mehreren erstellten Bildern beobachtet werden.
  • Die Erfindung liefert zudem ein System zum Erstellen einer dreidimensionalen Gestalt einer Szene oder eines Objekts einschließlich Freiform-Oberflächen mit:
    • – zumindest einem Mustergenerator zum Projizieren eines Musters von Komponenten mit einer bekannten relativen Positionierung auf die Szene oder das Objekt;
    • – zumindest einer Abbildungsvorrichtung zum Beobachten der Szene oder des Objekts zum Erstellen von einem oder mehreren Bildern; gekennzeichnet durch:
    • – eine Berechnungseinrichtung zum Bestimmen des dreidimensionalen Bildes oder der dreidimensionalen Gestalt der Szene oder des Objekts einschließlich Freiform-Oberflächen davon auf der Basis der relativen Abstände zwischen den Komponenten, wie in einem oder mehreren Bildern beobachtet.
  • Die benötigte Hardware ist einfach und das System nach der vorliegenden Erfindung ist daher nicht sehr kostspielig.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist es nicht länger erforderlich Komponenten des projizierten Musters, wie z. B. Linien oder Punkte, entweder über einen Code im Muster selbst oder über durch die Szene und/oder Anordnung auferlegte Einschränkungen oder ein Vorwissen darüber einzeln zu identifizieren. Beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann die Gestalt über die relativen Positionen der Komponenten im Muster, beispielsweise durch Bestimmen der relativen Sequenz der Musterlinien erstellt werden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird ein einzelnes Bild ausreichen, um ein dreidimensionales Bild oder eine dreidimensionale Gestaltbeschreibung zu erstellen und eine Erstellungszeit wird benötigt, welche nicht länger als die zum Erstellen eines einzelnen Bildes erforderte Zeit ist.
  • Da die Aufnahmezeit eines einzelnen Bildes begrenzt bleiben kann und da Rekonstruktionen für eine schnelle Aufeinanderfolge verschiedener Bilder durchgeführt werden können, können sich bewegende Objekte und ihre dreidimensionalen Bewegungen und Wechsel der Gestalt rekonstruiert werden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann das Kalibrierverfahren einfach gehalten werden und wenige Einschränkungen müssen der relativen Position des/der Mustergenerators/Mustergeneratoren und der Kameras) auferlegt werden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann das projizierte Muster sehr einfach und stark verkettet gehalten werden, wie z. B. ein Liniengitternetz. Infolge der Einfachheit kann die hohe Auflösung des Musters und dadurch der dreidimensionalen Rekonstruktion beibehalten werden. Aufgrund der starken Verkettung des Musters wird ermöglicht die genaue Oberflächentopologie eindeutig als eine Komponente der Ausgabe zu bestimmen.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist die absolute Position der Musterkomponenten innerhalb der Gesamtheit des Musters von zweitrangiger Bedeutung. Dreidimensionale Gestaltbeschreibungen können ohne solche Informationen, bis auf einen Skalierungsfaktor, durch Annehmen eines (pseudo-)orthographischen Modells für die Geometrie der Musterprojektion und Bildformation erzeugt werden. Perspektiveffekte in dieser Geometrie werden vorzugsweise begrenzt gehalten.
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann sowohl die dreidimensionale Gestalt als auch die Oberflächentextur der Szenen bestimmt werden. Es ist hierin möglich Schwierigkeiten des Abgleichs der Gestalt und Textur zu beseitigen, da die Gestalt und Textur unter Verwendung der gleichen Kamera (s) bestimmt werden. Die endgültige Ausgabe, welche eine dreidimensionale Gestaltbeschreibung mit oder ohne Textur sein kann, kann natürliche in jedem beliebigen Format einschließlich Formaten, welche beispielweise für graphische Arbeitsplatzstationen oder das Internet geeignet sind, gemacht werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberflächentextur darüber hinaus vom gleichen Bild erstellt werden, welches zur Bestimmung der dreidimensionalen Gestalt verwendet wird. Ein ähnliches Verfahren kann auch für Fälle erweitert werden, bei welchen ein Muster mit einer absoluten Bildauflösung der Komponenten verwendet wird. Es wird offensichtlich sein, dass sich das Verfahren zum Erstellen einer farbigen oder multispektralen Oberflächentextur, d. h. das Zusammensetzten von verschiedenen Spektralbasisbildern, nicht wesentlich von den Verfahren für ein Einbasisbild unterscheidet.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das projizierte Muster gleichmäßig und besteht aus ähnlichen Grundformen, wie z. B. Rechtecken und Quadraten, welche durch die Zusammensetzung von zwei zueinander senkrechten Reihen paralleler Zentrallinien gebildet werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform findet das Kalibrieren statt, indem dem System zwei Ebenen zwischen welchen der Winkel bekannt ist, beispielsweise ein rechter Winkel, gezeigt werden. Die für die Gestaltauflösung benötigten Parameter können hieraus bestimmt werden, wie z. B. der Winkel der Reflektion der projizierten Strahlen relativ zur Bildebene und, wenn nötig, das Höhen-Breiten-Verhältnis der Pixel.
  • Weitere Vorteile, Eigenschaften und Details der vorliegenden Erfindung werden basierend auf der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform derselben mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt werden, in welchen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Beispiel eines Details eines mit der Anordnung in 1 erstellten Bildes zeigt;
  • die 3a–3d eine Detailansicht mit den Ergebnissen der Liniendetektoren und der Kombination derselben nach einem ersten Korrekturschritt zeigen;
  • 4 ein Beispiel einer Diskontinuität im erfassten Muster zeigt;
  • die 5a, b, c ein den Gitteraufbau erklärendes Diagramm zeigen;
  • die 6a–6b ein Diagramm zeigen, welches das Verfeinern der Positionen des Gitters zeigen;
  • 7 ein die Versorgung der Gitterpunkte mit einem Label erklärendes Diagramm zeigt;
  • die 8a–8b das Ergebnis des gesamten Verfahrens der Gitterextraktion für ein Detailbild zeigen;
  • die 9a–9b zwei Bilder zeigen, welche den Schritt zum Erstellen einer Oberflächentextur erklären;
  • die 10a–h Beispiele erhaltener Ergebnisse zeigen.
  • In der Anordnung der 1 wird ein Muster durch einen Projektor auf die Szene geworfen und durch eine Kamera in einer Bildebene eingefangen. In dieser Ausführungsform wurden der Projektor und die Kamera in einem Abstand von ca. 4 m von der Szene positioniert. Der Winkel zwischen der Projektionsrichtung und der Blickrichtung betrug ca. 7°. Das projizierte Muster war ein im wesentlichen quadratisches Gitter bestehend aus 600 horizontalen und 600 vertikalen Linien, welche unter Verwendung von lithographischen Techniken auf einem Dia mit einer Linienstärke von 10 μm angeordnet sind und in gegenseitigen Abständen von 50 μm platziert sind. In dieser Ausführungsform wurde ein 512 × 512 Bild gebildet, welches zum größeren Teil durch den Teil der Szene zur Rekonstruktion aufgenommen wurde, und üblicherweise wurden 100 horizontal und 100 vertikal projizierte Linien effektiv im Bild gesehen.
  • 2 zeigt ein Detail eines unter den oben beschriebenen Bedingungen aufgenommenen Bildes.
  • 3a zeigt solch ein Bild detaillierter und die Erwiderung der Horizontallinien- und Vertikalliniendetektoren wird in den 3b und 3c gezeigt. Nach dem Bestimmen der Zentrallinie dieser Erwiderungen und einem ersten Füllen der Lücken werden die Zentrallinien in einer anfänglichen Rekonstruktion des Bildmusters (d) kombiniert.
  • Aufgrund von z. B. einem Störgeräusch oder anderen Gründen werden Diskontinuitäten in den ermittelten Musterlinien in Bereichen vorhanden sein, in welchen die Erwiderung eines Liniendetektors relativ schwach ist. 4 zeigt ein Beispiel zweier Linien, welche in diesem Fall in der Nähe ihres Schnittpunkts unterbrochen werden. Wie in 4 gezeigt, wird die unmittelbare Nähe der zwei Endpunkte des Segments einer Linie in der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über einen Bereich in der Linie einer Breite s gescannt. Wenn Punkte anderer Liniensegmente in diesem Verfahren getroffen werden, wird eine Marke basierend auf Eigenschaften dazu zugeordnet, wie beispielsweise der Unterschied im Neigungswinkel ε der Liniensegmente nahe der Diskontinuität, der Abstand zu den Endpunkten dieser Segmente, der Intensitätsunterschied des gegebenen Endpunktes und des Endpunktes eines Kandidatsegments und die Durchschnittsintensität entlang der geradlinigen Verbindung zwischen den Endpunkten. Zwei Segmente werden miteinander verbunden, wenn die Summe der Marken optimal ist. Solch ein Ergebnis wird bereits in der 3d gezeigt.
  • 5 zeigt wie die Kreuzungen oder Schnittpunkte konstruiert sind. 5a zeigt das Kreuzen zweier Linien. Solche Schnittpunkte werden in einer Gitterrepräsentation zusammengebracht, wobei jeder Gitterpunkt maximal vier Nachbarn (N, E, S und W) aufweist, wie in der 5b gezeigt. Gitterpunkte, welche Scheitelpunkte eines vollen Vierecks sind, sind bei aufeinanderfolgenden Korrekturschritten von besonderer Bedeutung. Diese werden als Reflektionsstellen durch die aufeinanderfolgende Auswahl des Nachbarn E, seinem Nachbarn S, seinem Nachbarn W, seinem Nachbarn N (c) ermittelt.
  • 6 zeigt einen am Gitter angewandten Verfeinerungsschritt. Dieser Schritt behandelt das Gitter als ein System von verbundenen Linien, deren Position durch Ausziehen ihrer Kontinuität relativ zu ihrer ursprünglich diskreten Darstellung, in 6a gezeigt, und durch Hinzufügen einer Anziehungskraft verfeinert werden, welche auch den verfeinerten Linienpositionen eine Präferenz für Positionen mit Bildintensitäten der gleichen Polarität, wie die Linien im Muster, gibt. Das Ergebnis dieses Verbesserungsschritts wird in 6b gezeigt.
  • Die Gitterpunkte sind mit Labeln oder Nummern versehen, wie in 7 gezeigt. Ein zufälliger Gitterpunkt im Bild wird als Referenzpunkt O(0,0) ausgewählt. Den anderen Gitterpunkten werden zwei Label gegeben, ein „horizontales" Label i und ein „vertikales" Label j, welche die relative Position relativ zur Referenz angeben. Die horizontalen Linienlabel i werden mit jedem Schritt E erhöht oder mit jedem Schritt W schrittweise verringert, welche zum Erreichen des Gitterpunktes vom Referenzpunkt erforderlich sind. Die vertikalen Linienlabels j werden mit jedem Schritt N erhöht oder mit jedem Schritt S schrittweise verringert, welche zur Erreichung des Gitterpunktes vom Referenzpunkt benötigt werden. Das Definieren der Labels beläuft sich auf dem Definieren der Kohärenz des Gitters.
  • 7 zeigt ebenso ein Beispiel, bei welchem sich unterschiedliche Labels aus dem Auswählen eines anderen Weges, beispielsweise für den Punkt P, ergeben können. Hierin ist der umschriebene Weg zur rechten zuverlässiger, da er die mit weiß gekennzeichneten falschen Teile des Gitters umgeht. Die Zuverlässigkeit des Weges wird basierend auf der Zuverlässigkeit der einzelnen Gitterpunkte entlang dem Weg bestimmt und verringert sich je mehr Verbindungen zu angrenzenden Gitterpunkten fehlen und je weniger die einzeln ermittelten Vierecke im beobachteten Muster Ähnlichkeit mit Quadraten zeigen, wenn aus der Projektionsrichtung betrachtet. Die Label werden bei Bedarf iterativ/rekursiv korrigiert. Altere Label werden hierin durch neue Label überschrieben, wenn letztere zuverlässiger sind.
  • 8b zeigt das endgültig ermittelte Gitter für das Detailbild in 8a.
  • Für weitere Details in Bezug auf das Definieren der Gitterreferenz wird Bezug auf die Anlage genommen, welche den Artikel der Erfinder „Active Acquisition of 3D Shape for Moving Objects" enthält.
  • Nachdem das Gitter somit präzise definiert wurde, kann die dreidimensionale Gestalt desselben berechnet werden.
  • Die dreidimensionale Gestalt der sichtbaren mit dem Muster beleuchteten Oberfläche wird basierend auf den dreidimensionalen Positionen der Gitterpunkte rekonstruiert. In der bevorzugten Ausführungsform werden die relativen Positionen der letzteren von den Schnittpunkten von zwei parallelen Strahlenbündeln erhalten, wobei das eine die Musterprojektionsstrahlen und das andere die Bildprojektionsstrahlen darstellt und welche so sind, dass sie einen Winkel bilden, welcher durch Kalibrieren definiert ist, und dass ihre Schnittpunkte mit den erfassten Positionen der Gitterpunkte im Bild übereinstimmen.
  • Für weitere Details bezüglich der Definition der in der bevorzugten Ausführungsform verwendeten dreidimensionalen Gestaltbeschreibung und des Kalibrierens wird Bezug auf die Anlage genommen, welche den Artikel der Erfinder „One-Shot Active 3D Shape Acquisition" enthält.
  • Nachdem das Gitter somit präzise definiert wurde, wird in einer bevorzugten Ausführungsform die Textur auch aus dem gleichen Bild extrahiert, welches für die Gestaltauflösung verwendet wurde.
  • Im Bild wird der Querschnitt eines Intensitätsprofils eines Musterstreifens ein Gaußscher Querschnitt sein, welcher durch die folgende Funktion angenähert wird:
  • Figure 00120001
  • Bei einem Versuch wurde n = 2 ausgewählt und die Funktion war eine Gaußsche Funktion. Die Intensitätsschwächung der Musterstreifen wurde anschließend durch Übereinanderlegen dieses Profils über die gewonnenen Gitterlinien modelliert. Das Ergebnis für das Gitter der 8b wird in der 9a gezeigt. Je größer die Schwächung, desto weniger repräsentativ gilt die Bildintensität für die wirkliche Textur. Um die Textur zu bestimmen, wird eine Interpolation der Intensitäten als Ausgangspunkt genommen, wobei die relativen Schwächungen und die Abstände zu dem Punkt, an welchem die Intensität wiederhergestellt wird, in Betracht gezogen werden. Das Ergebnis dient nur dazu einen nicht linearen Diffusionsvorgang an der Intensität einzuleiten, welcher die übrigen Spuren der Musterstreifen beseitigt. Das Ergebnis für das Bild der 8a wird in der 9b gezeigt.
  • Schließlich wird die gewonnene Textur auf der Oberfläche angeordnet („abgebildet").
  • Für weitere Details bezüglich dem Bestimmen der Oberflächentextur wird Bezug auf den Anhang genommen, welcher den Artikel der Erfinder „A Sensor that Extracts Both 3D Shape and Surface Texture" enthält.
  • 10 zeigt mit dieser Ausführungsform erhaltene Ergebnisse. Die 10a und 10b zeigen zwei Eingabebilder für eine Hand und ein Gesicht. Die 10c und 10d zeigen zwei Ansichten der Gestaltbeschreibung, welche für die Hand erhalten wurde, und die 10e und 10f die Gestaltbeschreibung des Gesichts. Die 10g und 10h zeigen zwei Ansichten der durch die Textur bedeckten (durch die Textur abgebildeten) Gestaltbeschreibung des Gesichts.
  • Unter Verwendung zusätzlicher Schritte, kann ein Perspektiveffekt bei der Projektion und Sichtgeometrie bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung in Betracht gezogen werden. Unter Verwendung von Datenadditionen können absolute Dimensionen und absolute Abstände erhalten werden, so dass der unbekannte Skalierungsfaktor der Gestaltbeschreibung verschwindet.
  • Es ist natürlich weiterhin möglich Codes zum Projektionsmuster hinzuzufügen, was die Identifizierung von Musterkomponenten ermöglicht. Andere Projektionen und/oder Bilder können gleichzeitig verwendet werden. Die Oberflächentextur kann auch von Bildern erhalten werden, bei welchen das Muster nicht sichtbar ist- beispielsweise durch die Verwendung von nicht sichtbaren Wellenlängen oder durch Ausschalten des Musters- und/oder die Textur kann durch Herausfiltern des Musters auf andere Weisen, als die in dieser Ausführungsform beschriebenen extrahiert werden.

Claims (26)

  1. Verfahren zum Erstellen einer dreidimensionalen Gestalt oder eines dreidimensionalen Bildes eines Objektes oder einer Szene, wobei ein oder mehrere vorbestimmte Muster von Komponenten mit einer bekannten relativen Positionierung auf das Objekt oder die Szene projiziert werden, gekennzeichnet durch das Erstellen eines oder mehrerer Bilder des Objekts oder der Szene, wobei zumindest ein Teil des Objekts oder der Szene Freiform-Oberflächen enthält; und das Berechnen der dreidimensionalen Gestalt oder des dreidimensionalen Bildes auf der Basis von relativen Abständen zwischen Musterkomponenten, wie sie in dem einen oder den mehreren erstellten Bildern beobachtet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die absoluten Dimensionen der Gestalt oder des Bildes durch Fixieren eines geeigneten Skalierungsfaktors erhalten werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei relative räumliche Positionen der Punkte auf dem dreidimensionalen Objekt direkt aus relativen beobachteten Positionen der Komponenten in dem Bild berechnet werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein einzelnes Muster projiziert wird und eine dreidimensionale Gestalt des Objekts auf der Basis eines einzelnen erstellten Bildes rekonstruiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Sequenz dreidimensionaler Gestalten aus Bildern rekonstruiert wird, die zeitsequentiell erstellt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere Muster der Linien auf die Szene oder das Objekt projiziert werden und die dreidimensionale Gestalt auf der Basis von beobachteten relativen Abständen zwischen den Linien und/oder Schnittpunkten der Linien des Musters erstellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Berechnens der Gestalt oder des Bildes den Schritt des Berechnens der dreidimensionalen Gestalt des Objekts oder der Szene auf der Basis der Berechnung relativer dreidimensionaler Positionen der Schnittpunkte aufweist, wobei die relativen dreidimensionalen Positionen der Schnittpunkte aus einem pseudoorthographischen oder einem orthographischen geometrischen Modell mit den Schnittpunkten von ersten und zweiten parallelen Strahlenbündeln abgeleitet werden, wobei das erste parallele Strahlenbündel Musterprojektionsstrahlen repräsentiert und das zweite parallele Strahlenbündel die Bildprojektionsstrahlen repräsentiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Muster von Linien ein Gitter gerader Linien ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Gitter aus zwei zueinander senkrechten Reihen paralleler Linien besteht.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei Musterlinien und/oder deren Schnittpunkte aus dem Bild bzw. den Bildern extrahiert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei verschiedene Linien und/oder Schnittpunkte gemeinsam extrahiert werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Schnittpunkte der Linien bestimmt werden und ihre relativen Positionen in dem Muster bzw. den Mustern mit relativen sequentiellen Nummern assoziiert werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Position der Linien durch eine Vereinheitlichungstechnik verfeinert werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Textur durch Ausfiltern des Musters erhalten wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei ein Code dem projizierten Muster bzw. den projizierten Mustern hinzugefügt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das System durch Vorgeben von zwei Ebenen, welche einen bekannten Winkel aufspannen, kalibriert wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Kalibration des Systems lediglich die Bestimmung der Höhen-Breiten-Proportion der Pixel einer Vorrichtung zum Erstellen des Bildes und die relative Richtung der Musterprojektion und Bilderstellung erfordert.
  18. System zum Erhalten einer dreidimensionalen Gestalt einer Szene oder eines Objektes einschließlich Freiform-Oberflächen, mit: – zumindest einem Mustergenerator zum Projizieren eines Musters von Komponenten mit einer bekannten relativen Positionierung auf die Szene oder das Objekt; – zumindest einer Abbildungsvorrichtung zum Beobachten der Szene oder des Objekts zum Erstellen von einem oder mehreren Bildern; gekennzeichnet durch: – eine Berechnungseinrichtung zum Bestimmen des dreidimensionalen Bildes oder der Gestalt der Szene oder des Objekts einschließlich Freiform-Oberflächen davon auf der Basis der relativen Abstände zwischen den Komponenten, wie in einem oder mehreren der Bilder beobachtet.
  19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der Positionierung der Komponenten in dem erstellten Bild gestaltet ist.
  20. System nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Mustergenerator und eine Abbildungsvorrichtung verwendet werden.
  21. System nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Mustergenerator und die Abbildungsvorrichtung eine derartige relative Anordnung aufweisen, dass zumindest ein Teil des Musters durch die Abbildungsvorrichtung beobachtet wird und die Projektions- und Abbildungsrichtungen nicht insgesamt zusammenfallen.
  22. System nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Mustergenerator zum Projizieren von Strahlung gestaltet ist, die für das menschliche Auge unsichtbar ist.
  23. System nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei das System zum Extrahieren einer Textur des Objekts oder der Szene aus dem Bild gestaltet ist.
  24. System nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Mustergenerator zum Ein- und Ausschalten des Musters gestaltet ist.
  25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Extrahieren einer Textur oder von Oberflächenmustern während der Periode, wenn kein Muster projiziert wird, gestaltet ist.
  26. System nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei das System zum Berechnen der dreidimensionalen Gestalt des Objekts oder der Szene auf der Basis der Berechnung relativer dreidimensionaler Positionen von den Schnittpunkten gestaltet ist, wobei die relativen dreidimensionalen Positionen der Schnittpunkte aus einem pseudo-orthographischen oder einem orthographischen geometrischen Modell mit den Schnittpunkten erster und zweiter paralleler Strahlenbündel abgeleitet werden, wobei das erste parallele Strahlenbündel Musterprojektionsstrahlen repräsentiert und das zweite parallele Strahlenbündel die Bildprojektionsstrahlen repräsentiert.
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