La calibrazione della fotocamera, spesso indicata come resezione della fotocamera, è un modo per esaminare un’immagine o un video e dedurre quale fosse la situazione della fotocamera al momento dell’acquisizione dell’immagine. La calibrazione della fotocamera viene utilizzata principalmente nelle applicazioni robotiche e durante la modellazione di scene basate virtualmente su input reali. Tradizionalmente, la calibrazione della fotocamera era un processo difficile e noioso, ma le moderne applicazioni software lo rendono abbastanza facile da realizzare, anche per gli utenti domestici.
Uno degli usi principali della calibrazione della fotocamera è capire dove si trovava una fotocamera in relazione a una scena in una fotografia. Supponiamo che tu abbia scattato una foto di una grande stanza con un pavimento a griglia e in quella stanza hai posizionato una sedia e un tavolo. Hai quindi inserito quell’immagine in un programma di modellazione e hai costruito un modello a 3 dimensioni attorno alla scena. In quella scena, puoi quindi posizionare un numero qualsiasi di altri oggetti virtuali, come personaggi modellati per interagire con la scena o altri oggetti di scena.
I programmi di rendering, però, fanno uso anche di una fotocamera, seppur virtuale. Affinché gli oggetti modellati interagiscano correttamente con gli oggetti che sono stati scattati come fotografia, dobbiamo assicurarci che la nostra fotocamera virtuale sia nella stessa posizione in cui si trovava la nostra fotocamera reale quando abbiamo scattato la fotografia iniziale. La calibrazione della telecamera ottiene ciò, utilizzando formule per lavorare essenzialmente all’indietro e dedurre dove si trovava la telecamera reale rispetto alla scena.
La calibrazione della fotocamera può essere utilizzata anche per capire altre cose sulla fotocamera in relazione alla scena. Ad esempio, utilizzando le formule possiamo calcolare la lunghezza focale a cui è stata girata la scena. Possiamo anche capire il fattore di inclinazione dell’immagine e qualsiasi distorsione dell’obiettivo che potrebbe essere stata introdotta, creando un effetto puntaspilli. Possiamo anche capire se i pixel effettivi della fotocamera erano quadrati o meno e quali potrebbero essere stati i fattori di ridimensionamento orizzontale e verticale per i pixel.
Si può anche utilizzare la calibrazione o la resezione della fotocamera per scattare un’immagine inviata a un computer e capire dove si trovano le varie coordinate nel mondo reale. Questo tipo di deduzione è cruciale per il funzionamento dei robot che devono interagire visivamente con il mondo fisico. Questi robot possono quindi utilizzare un dispositivo fotografico o un input video, e calibrare per capire dove potrebbero essere effettivamente gli oggetti che vede nel mondo reale, in termini reali di distanza e vettore.
Questa è una delle principali aree di studio della robotica, poiché metodi di resezione più rapidi e precisi consentono ai robot di interagire con il mondo in modi più sofisticati. Un robot con una scarsa capacità di discernere la distanza degli oggetti dovrà fare affidamento principalmente su prove ed errori per spostarsi sul terreno o manipolare oggetti, mentre uno che è in grado di modellare accuratamente il proprio posto nel mondo in relazione ad altri oggetti, è in grado di muoversi senza soluzione di continuità e fluidamente nel mondo.