Die Kamerakalibrierung, die oft als Kameraresektion bezeichnet wird, ist eine Möglichkeit, ein Bild oder ein Video zu untersuchen und daraus abzuleiten, wie die Kamerasituation zum Zeitpunkt der Bildaufnahme war. Die Kamerakalibrierung wird hauptsächlich in Roboteranwendungen und bei der virtuellen Modellierung von Szenen auf der Grundlage echter Eingaben verwendet. Traditionell war die Kamerakalibrierung ein schwieriger und langwieriger Prozess, aber moderne Softwareanwendungen machen dies sogar für Heimanwender recht einfach.
Eine der Hauptanwendungen der Kamerakalibrierung besteht darin, herauszufinden, wo sich eine Kamera in Bezug auf eine Szene in einem Foto befand. Nehmen wir an, Sie haben ein Bild von einem großen Raum mit einem Gitterboden gemacht und in diesem Raum einen Stuhl und einen Tisch aufgestellt. Anschließend haben Sie dieses Bild in ein Modellierungsprogramm eingegeben und ein dreidimensionales Modell um die Szene herum erstellt. In dieser Szene können Sie dann eine beliebige Anzahl anderer virtueller Objekte platzieren, z. B. modellierte Charaktere, die mit der Szene interagieren, oder andere Requisiten.
Rendering-Programme verwenden jedoch auch eine Kamera, wenn auch eine virtuelle. Damit die modellierten Objekte richtig mit den Objekten interagieren, die als Foto aufgenommen wurden, müssen wir sicherstellen, dass sich unsere virtuelle Kamera in derselben Position wie unsere reale Kamera befindet, als wir das erste Foto aufgenommen haben. Die Kamerakalibrierung erreicht dies, indem Formeln verwendet werden, um im Wesentlichen rückwärts zu arbeiten und abzuleiten, wo sich die echte Kamera relativ zur Szene befand.
Die Kamerakalibrierung kann auch verwendet werden, um andere Dinge über die Kamera in Bezug auf die Szene herauszufinden. Mithilfe von Formeln können wir beispielsweise die Brennweite ermitteln, mit der die Szene aufgenommen wurde. Wir können auch den Schiefefaktor des Bildes und eventuelle Linsenverzerrungen ermitteln, die einen Nadelkisseneffekt erzeugen. Wir können auch herausfinden, ob die tatsächlichen Kamerapixel quadratisch waren oder nicht und wie die horizontalen und vertikalen Skalierungsfaktoren für die Pixel gewesen sein könnten.
Sie können auch eine Kamerakalibrierung oder Resektion verwenden, um ein an einen Computer gesendetes Bild aufzunehmen und herauszufinden, wo sich verschiedene Koordinaten in der realen Welt befinden. Diese Art der Deduktion ist entscheidend für das Funktionieren von Robotern, die visuell mit der physischen Welt interagieren sollen. Diese Roboter können dann ein Foto- oder Videoeingabegerät verwenden und kalibrieren, um herauszufinden, wo sich Objekte, die sie sehen, in der realen Welt tatsächlich in Bezug auf Entfernung und Vektor befinden könnten.
Dies ist einer der Hauptforschungsbereiche in der Robotik, da schnellere und genauere Methoden der Resektion es Robotern ermöglichen, auf raffiniertere Weise mit der Welt zu interagieren. Ein Roboter mit einer schlechten Fähigkeit, die Entfernung von Objekten zu erkennen, muss sich weitgehend auf Versuch und Irrtum verlassen, um sich über das Gelände zu bewegen oder ein Objekt zu manipulieren, während ein Roboter, der in der Lage ist, seinen eigenen Platz in der Welt in Bezug auf andere Objekte genau zu modellieren, in der Lage, sich nahtlos und fließend in der Welt zu bewegen.