Nella computer grafica e, più specificamente, nelle applicazioni di visione artificiale, lo stereo fotometrico è il processo di creazione di un modello tridimensionale (3D) o rappresentazione di un’immagine bidimensionale (2D) in base al modo in cui gli oggetti nell’immagine riflettono o rifrangono leggero. Quando un algoritmo stereo fotometrico viene applicato a un oggetto, deve essere disponibile più di un’immagine sorgente per l’analisi. Per ciascuna delle immagini sorgente da utilizzare, l’oggetto generalmente dovrebbe apparire in una posizione statica, mentre la sorgente luminosa viene spostata per rivelare diversi aspetti della superficie dell’oggetto. I metodi semplici di imaging stereo fotometrico devono conoscere la posizione delle luci in relazione all’oggetto e funzionano al meglio quando l’oggetto è costituito da un unico materiale, in modo che le luci e le ombre possano essere misurate in modo prevedibile. Algoritmi e tecniche molto più avanzati non richiedono tante informazioni in anticipo e possono fare diverse ipotesi, o persino interpolare superfici, per completare un’immagine parzialmente ostruita.
Il concetto di base dello stereo fotometrico prevede l’acquisizione di diverse immagini di un oggetto con la sorgente luminosa in ciascuna immagine spostata attorno all’oggetto mentre l’oggetto rimane nella stessa posizione. Misurando esattamente come le ombre e le luci cadono sulla superficie dell’oggetto in ciascuna immagine, è possibile calcolare le normali alla superficie, ovvero la direzione verso cui è rivolta una superficie. Dopo aver compilato le informazioni sulle normali delle aree misurabili di un oggetto attraverso una serie di immagini 2D, è possibile costruire un modello 3D dell’oggetto.
Fattori come la profondità delle ombre e l’intensità delle luci aiutano a determinare le diverse altezze della topografia superficiale. Gli oggetti che hanno una superficie lucida sono i più facili da misurare con lo stereo fotometrico, mentre gli oggetti realizzati con un materiale con ombre più sottili, come un tessuto morbido, possono essere più difficili. Un oggetto che ha una superficie altamente riflettente, come il cromo lucido, può presentare alcuni problemi senza un’adeguata regolazione dell’immagine, perché i riflessi possono dare risultati falsi. Gli algoritmi funzionano meglio quando c’è solo una singola fonte di luce e nessuna ombra proiettata, al contrario di un’area di luce, più fonti di luce o una luce che brilla attraverso una finestra o un’altra apertura.
Ci sono diversi usi per le tecniche stereo fotometriche. Nell’elaborazione della visione artificiale in tempo reale, può essere utilizzato per determinare la profondità degli oggetti all’interno di una scena. Può anche essere utilizzato per creare modelli 3D accurati di oggetti nelle fotografie per scopi storici, archivistici o analitici.