三維重建

三維重建是這樣一門手藝：拿來一個場景或物體的平面照片——或者深度測量資料——把它重新搭建成一個完整的三維模型，讓電腦能存進記憶體裡。一張照片是平的：它知道椅子在左上方某處，卻不知道座面離我們有多遠，也不知道椅背是怎樣向後彎過去的。重建找回了這缺失的第三個維度，把一疊二維視圖變成一個你可以轉著圈、從任意角度去看的形狀，就像雕塑家憑許多張照片重塑一張臉。

關鍵在於，任何單獨一張照片都是有歧義的——一個近處的小物體和一個遠處的大物體，可能投出一模一樣的影像——所以電腦需要更多線索。它從幾張在不同位置拍下的照片之間作比較來獲得線索（同一個點在不同視角裡看起來會錯開位置，這個錯位就洩露了深度，正像你的兩隻眼睛判斷距離），或者用一個能直接測距的深度感測器，或者把影像餵給一個訓練好的神經網路，它已經學會了真實表面通常長什麼樣。從這些線索出發，它推算出每個表面在空間中的位置，再把它們縫合成一個模型。

結果通常以一團三維點（點雲）的形式存下來，或者存成網格——一層由許多小三角形拼成的、披在形狀上的皮——有時還塗上原本的顏色，看上去就跟實物一樣。機器人無時無刻不依賴它：倉庫機器人重建眼前的貨架，好知道究竟該往哪裡伸手；無人機重建它正在巡檢的一棟樓；手術機器人重建身體內部，好讓自己移動時不會碰到任何東西。只要一台機器必須在真實、有實體的世界裡行動，先有一個三維模型，就能讓這個世界變得可以把握。