三维重建

三维重建是这样一门手艺：拿来一个场景或物体的平面照片——或者深度测量数据——把它重新搭建成一个完整的三维模型，让计算机能存进内存里。一张照片是平的：它知道椅子在左上方某处，却不知道座面离我们有多远，也不知道椅背是怎样向后弯过去的。重建找回了这缺失的第三个维度，把一摞二维视图变成一个你可以转着圈、从任意角度去看的形状，就像雕塑家凭许多张照片重塑一张脸。

关键在于，任何单独一张照片都是有歧义的——一个近处的小物体和一个远处的大物体，可能投出一模一样的图像——所以计算机需要更多线索。它从几张在不同位置拍下的照片之间作比较来获得线索（同一个点在不同视角里看起来会错开位置，这个错位就泄露了深度，正像你的两只眼睛判断距离），或者用一个能直接测距的深度传感器，或者把图像喂给一个训练好的神经网络，它已经学会了真实表面通常长什么样。从这些线索出发，它推算出每个表面在空间中的位置，再把它们缝合成一个模型。

结果通常以一团三维点（点云）的形式存下来，或者存成网格——一层由许多小三角形拼成的、披在形状上的皮——有时还涂上原本的颜色，看上去就跟实物一样。机器人无时无刻不依赖它：仓库机器人重建眼前的货架，好知道究竟该往哪里伸手；无人机重建它正在巡检的一栋楼；手术机器人重建身体内部，好让自己移动时不会碰到任何东西。只要一台机器必须在真实、有实体的世界里行动，先有一个三维模型，就能让这个世界变得可以把握。