超乎想象的精准:3D扫描仪全解析
随着技术的进步,科技产品变的更加智能化和人性化,开始摆脱以往“工具”的定位,而逐渐向“伙伴”、“搭档”等形象转变,影响并重塑着人们的工作和生活方式。用户也渴望设备的表现更加出色,并且更加希望它们能够精准分析和满足自身的应用需求,在这样的大环境下3D成为了主流。近年来3D风行,各种3D产品也屡见不鲜,3D打印机、3D摄像机、3D显示器,特别是3D电影深受人们的喜爱,但是3D产品可不止这些,还有一些是人们不太熟悉,但是在特定领域十分重要,3D扫描仪就是这样的产品。
3D扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器,用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观资料(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的资料常被用来进行三维重建计算,在虚拟环境中建立实际物体的数位模型。这些模型具有相当广泛的用途,举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学资讯、生物资讯、刑事鉴定、数位文物典藏、电影制片、虚拟现实、游戏创作素材等等都可见其应用。
从结构来讲,3D扫描仪分为光学、激光和机械三种,三种类别的3D扫描仪工作原理各不相同,所应用的领域也有所区别,下面咱们一起来了解一下。
1. 3D光学扫描仪
3D光学扫描仪是新一代3D扫描仪,与传统的扫描仪比较,其测量速度提高了数十倍。由于有效的控制了整合误差,整体测量精度也大大提高。其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表面,借助两个高分辨率摄像头对光栅干涉条纹进行拍照,利用光学拍照定位技术和光栅测量原理,可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术使扫描不需要借助于机床的驱动,而扫描大型工件则变得高效、轻松和容易。3D光学扫描仪的特点是可以扫描陶瓷,创建3D模型,外观灵巧移动自由,可以扫描移动的物体,扫描的模型格式适合多种建模软件使用。
搜维尔的CreaformMetraSCAN 3D光学扫描器是一款优质的3D激光扫描器,它是无臂手持式MetraSCAN™ 3D 扫描仪系统和 C-Track™ 780 双摄像头传感器形成了一个独特组合,确保在实验室和工作产所能生成最精确的测量值。
2. 3D激光扫描仪
3D激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,又称为“实景复制技术”,是继 GPS 空间定位技术后的又一项测绘技术革新,将使测绘数据的获取方法、服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段。传统的大地测量方法,如三角测量方法、GPS 测量都是基于点的测量,而3D激光扫描是基于面的数据采集方式。3D激光扫描获得的原始数据为点云数据。点云数据是大量扫描离散点的结合。3D激光扫描的主要特点是实时性、主动性、适应性好。3D激光扫描数据经过简单的处理就可以直接使用,无需复杂的费时费力的数据后处理;且无需和被测物体接触,可以在很多复杂环境下应用;并且可以和GPS 等集合起来实现更强、更多的应用。3D激光扫描技术作为目前发展迅猛的新技术,必定会在诸多领域得到更深入和广泛的应用。
使用FastSCAN对整个物体的表面进行平稳扫描,即可迅速得到该物体的三维尺寸——其扫描过程有如喷漆一般。物体图像可迅速出现在你的计算机屏幕上,扫描结果将结合任一种重叠扫描方式进行处理。
3. 3D机械扫描仪
3D机械扫描仪是最早出现的一种3D扫描仪,它采用独特的的机械臂进行动态捕捉技术,透过实际触碰物体表面的方式计算深度,此方法相当精确最高可达到微米量级,常被用于工程制造产业。
Immersion Microscribe G2LX - Manual 3D Digitizers
MicroScribe G2是一套有高精确度且价格合理的3D扫描系统,借由捕捉对象三维的位置,并将数据精准地转换为3D模型。独特的机械手臂及动态捕捉技术,经过充份的结合让使用者能更快速上手。
3D扫描系统是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,是对物体空间外形和结构及色彩进行扫描,以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字,与3D打印机相结合,可以将数据真实化,为科学研究、数据分析,以及我们的生活带来便利。
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