3D扫描技术的改进使得以快速和精确的方式对物体进行三维扫描成为可能，包括珍贵的文化遗产物品，从而生成详细的3D点云数据。然而，传统的强调边缘的可视化方法往往导致视觉混乱，从而影响清晰度。为了解决这些挑战，一个国际研究小组创造了一种新技术，通过在3D结构中分别渲染软边和锐边，大大增强了清晰度和深度感知。
近期3D扫描技术的进步使得迅速和准确地捕捉3D物体成为可能，包括具有文化意义的物品，从而得到了3D点云数据。尽管取得了这些进展，但传统的边缘高亮可视化方法常常会产生过多的线条，从而模糊对复杂3D形态的理解。为了应对这些局限性，一个来自不同国家的研究团队提出了一种创新技术，该技术在3D模型中独立区分软边和锐边，从而增强了清晰度和深度感知。
最近，3D扫描方法的改进，特别是通过摄影测量和激光扫描，促进了物理世界中复杂3D物体的有效和快速数字化。这些创新技术汇编了大量的点云数据，以创建物体表面的详细模型，由数百万个独立的点组成。这项技术进步在多个应用中发挥作用，包括文化遗产物品的数字扫描，使研究人员能够对其结构进行更深入的分析。然而，收集到的数据的复杂性常常带来挑战，特别是当扫描的物体包括内部3D特征时，如不平整的边缘。
边缘高亮可视化旨在通过突出其边缘来增强对复杂3D形态的理解，从而使形状和结构更加可识别。然而，现有的方法在非常复杂的物件上往往显得力不从心，产生过多的线条，影响清晰度，同时降低深度感知和分辨率。
为了应对这些问题，来自立命馆大学信息科学与工程学院的田中聪教授及其同事山田百合（Ms. Yuri Yamada）、高取聪（Dr. Satoshi Takatori）和李亮教授（Prof. Liang Li）领导的多元化研究团队开发了一种开创性技术。田中教授解释道：“传统的边缘可视化方法通常关注于锐边，尽管软边在许多物体中普遍存在，但其表现不足。我们的方法呈现了两个重要创新：双3D边缘提取，它独立处理软边和锐边，以及不透明度-颜色渐变，它通过变化的颜色和不透明度增强软边的可见性。”他们的研究结果于2024年10月09日发表在《遥感》上。
这种开创性的可视化方法利用了双边缘3D提取和不透明度-颜色渐变技术。双边缘提取过程通过应用不同的阈值单独评估锐边和软边，而不透明度-颜色渐变同时修改软边的透明度和颜色。这使得更柔和的边缘具有更尖锐、更细的轮廓，有效突出3D物体的细节。此外，它产生了一种“光环效应”，微妙地隐藏背景中的边缘，从而显著增强了深度感知。这种方法还通过用更柔和的边缘突出锐边的轮廓来改善锐边的可见性。
该团队使用包括文化显著物品在内的现实世界3D点云数据测试了此技术。他们的结果表明，新的边缘高亮可视化方法提供了对整个3D结构的清晰可理解的描绘。令人印象深刻的是，双边缘提取的计算时间与标准的二进制边缘提取方法非常接近，而不透明度-颜色渐变可视化可以互动地呈现。此外，这种技术创造了一种更有效的“透视”效果，超越了传统用于检查3D模型内部特征的不透明度方法。它还与现有的透明可视化技术良好整合。
田中教授解释了他们工作的更广泛意义：“我们的3D边缘提取策略不仅仅是一种提升，而是扩展了一种捕捉以前技术常常忽视的区域的方法。它为考古学家和历史学家提供了深入的文化遗物视觉分析机会，同时也为公众深入了解历史遗址提供了更丰富的视角，从而改善了博物馆和画廊展览中可用的技术。”
这种创新方法标志着在3D扫描物品的可视化方面的重大改进，帮助更好地理解和保护文化遗产物品。
