4D扫描系统依赖于特定的投影设备和定制的散斑图案来克服“无纹理表面”的问题。 在捕捉足底时，尤其是在足底压在透明玻璃支撑物上时，皮肤通常缺乏深度感应所需的视觉独特性。通过将高对比度的散斑图案投影到玻璃表面，系统创建了人造纹理，使软件能够精确地绘制足部的3D几何形状。
如果没有添加人造纹理，标准的扫描算法很难区分光滑的足底压在玻璃上时的几何形状。定制的散斑图案提供了重建动态运动中精确形状所必需的视觉数据，例如行走时关键的蹬地阶段。
生物力学扫描的挑战
“空白画布”问题
大多数3D重建算法依赖于识别物体表面上的独特特征或“地标”来计算深度。
然而，足底相对光滑且颜色均匀。这种自然纹理的缺乏使得传感器难以追踪表面的弯曲或变形。
透明支撑玻璃的作用
为了在承重状态下捕捉足部，受试者通常会在透明玻璃板上行走。
虽然这使得相机能够从下方观察足底，但足部对玻璃的压力会使皮肤变平。这进一步减少了自然的阴影和纹理，有效地使足部对深度感应算法不可见。
投影设备如何解决问题
创建人造地标
投影设备通过将定制的散斑图案叠加到玻璃与足部之间的界面上来解决纹理不足的问题。
这些散斑充当高对比度的锚点。相机观察这些图案如何在足部表面变形或定位，从而使软件能够高精度地进行深度三角测量。
实现动态4D重建
主要参考资料强调，这种方法在动态时刻至关重要，例如行走时的蹬地阶段。
在这些瞬间的运动中，足部形状会迅速变化。投影图案确保系统能够持续“锁定”表面几何形状，在自然视觉线索不存在时防止数据丢失。
理解权衡
硬件复杂性
实施此解决方案需要简单的相机以外的专用硬件。
该系统完全依赖于主动投影设备。如果投影仪被遮挡或图案与特定肤色相比对比度不足，几何重建的准确性将立即下降。
对界面的特异性
该技术是专门为玻璃接触场景设计的。
这是“接触式”扫描的专用解决方案。它弥补了传统被动摄影测量失败的差距，但增加了对投影光图案质量和校准的依赖性。
为您的目标做出正确选择
如果您的主要重点是高保真几何：
- 确保您的投影系统提供高密度散斑图案，以解析足弓和压力点的细微变化。
如果您的主要重点是动态运动分析：
- 优先选择投影设备与高速相机完美同步的系统，以捕捉蹬地阶段的快速变形而不会出现运动模糊。
通过人为地纹理化扫描表面，您可以将看不见的生物力学相互作用转化为可测量、数据丰富的环境。
摘要表：
| 特征 | 被动扫描 | 主动4D扫描（投影散斑） |
|---|---|---|
| 表面纹理 | 依赖于自然的皮肤特征 | 创建人造高对比度地标 |
| 玻璃接触 | 难以处理压平的皮肤 | 精确绘制压力界面 |
| 动态捕捉 | 运动期间可能丢失数据 | 蹬地期间持续“锁定”几何形状 |
| 主要优势 | 硬件成本低 | 高精度生物力学数据 |
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