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3D扫描仪全面解析 改变传统概念

文章来源:SouVR 作者:Sunny 发布时间:2013年03月14日 点击数: 字号:

2013年以来,3D显示器、3D扫描仪、3D摄像机等终端产品也陆续浮出水面,进一步拉动了3D产业的增长。它们娱乐了我们的生活,在商业、科研、医疗上为人类做出了巨大的贡献,是一场真正的现实与梦幻的完美结合。特别3D扫描仪,因其扫描效果突出,扫描速度仅需1秒,性能也挺好,扫描仪体积非常小巧而受到广大企事业办公人群的热爱。当然,3D扫描仪它在一些特定的领域里起着十分重要的作用。3D扫描仪的诞生,彻底改变了传统的扫描技术原理,引领世界扫描领域走向视觉新维度的“3D时代”,真正达到了介质可视化,过程智能化的技术巅峰。并以急速蔓延的趋势深入到全球各行业的扫描领域扮演主要角色。

3D扫描仪是集光、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打印机技术相结合,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。像是制作人偶纪念品,人们得先用3D扫描仪对人进行全身扫描,再将三维成像信息输入电脑,用设计软件建模,最后才能“打印”出来。

3D扫描仪不是总需要大量的工作,只要单击按钮,你就可以轻松快捷地获得整个物体的3D扫描数据。只要轻击鼠标你就可以同步移动模型和扫描角度,让你可以从各个角度进行扫描,并在需要的地方添加更多的扫描。

3D扫描仪可模拟为照相机,它们的视线范围都体现圆锥状,信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息,而3D扫描仪测量的是距离。由于3D扫描仪的扫描范围有限,因此常需要变换扫描仪与物体的相对位置或将物体放置于电动转盘(turnable table)上,经过多次的扫描以拼凑物体的完整模型。那么3D扫描仪主要分为几类呢?从结构来讲,3D扫描仪主要分为3D激光扫描仪3D光学扫描仪两种,这两种类别的3D扫描仪其工作原理也是各不相同的,所应用的领域也有所区别,具体情况咱们一一来了解一下。

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。

3D扫描仪

Z Corporation ZScanner 600 3D激光扫描仪
ZScanner 600 3D激光扫描仪产品为3D扫描带来了所需要的高速度、易用性以及前所未有的通用性。ZScanner 600 3D激光扫描仪,能够在最为狭小的空间内扫描任意物体,并在一次性连续扫描中实时进行扫描。ZScanner 600 3D激光扫描仪将无与伦比的速度、精确度、易用性以及多功能带进了3D扫描领域,适用于所有应用环境,从教育、艺术到需要最高分辨率、要求最严格的设计和制造应用,ZScanner 600 3D激光扫描仪也将是最理想的选择。

传统扫描仪要求采用固定三脚架、粗重的机械支臂、或者需要外部定位设备,而且外部定位设备必须处于目标表面的视线以内。这样,那些难以接触到的物体近乎是不可能进行扫描的,并且需要进行大量的后处理工作,将多个扫描图像拼合成一个扫描图像。ZScanner 600 3D激光扫描仪还能够一次性完成整个扫描过程,并且具备手持性设备所带来的移动方便性。

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。具体情况我们来看看下面这两款3D光学扫描仪

Creaform MetraSCAN 210 3D光学扫描器

Creaform MetraSCAN 210 3D光学扫描仪
无臂手持式MetraSCAN 210 3D光学扫描仪是市场上最精确的扫描和检测解决方案,无论是在实验室或是现场环境中使用。 结合HandyPROBE,这一完备而且功能强大的解决方案极大地提高了测量或大型部件逆向工程过程的可靠性、速度以及多功能性。允许对同一部件同时进行几何和自由形态检测与扫描;自动对齐功能通过光反射靶可以连续快速地扫描和检测多个同类部件。

MetraSCAN 210 3D光学扫描仪可以很容易动态地扩展测量范围,而不会降低精度。 与其他配备有关节臂的3D扫描仪相比,它们可以完全移动自如,这将促进更高的生产效率和质量。全便携式的 MetraSCAN 210 3D光学扫描仪使您无论身处何地(实验室、工厂、离线车间等)都可对部件、零件或复杂组件进行检测或逆向工程,同时还能够提供无与伦比的精确性、机动性和灵活性。

三维数字扫描仪
Steinbichler COMET 5-4M 三维数字扫描仪

德国Steinbichler光电技术有限公司倾情呈献具有创新外型的COMET 5-4M 三维数字扫描仪,完美适用于各行各业日益增长的应用需求,特别适用于产品开发和质量控制领域。COMET 5-4M 三维数字扫描仪性能卓越,使用简便,是高要求应用的理想解决方案。

COMET 5-4M 三维数字扫描仪,具有便携,快速,准确的杰出特性;可圆满完成与产品质量控制相关的各项极具挑战性的测量任务;应用领域与应用前景更广阔。新型COMET 5-4M 三维数字扫描仪最突出的特点之一(基于白光光栅投影原理)是测量速度更快,数据更准确,为优化质量控制过程做出突出贡献。COMET 5-4M 三维数字扫描仪采用了全新的投影技术,使测量速度达到更高性能等级与机器人结合使用,可自动定位扫描头或操控被测物,实现"全自动"的测量要求。

最后来说说到底什么是3D扫描仪
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3D重建计算,在虚拟世界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、游戏创作素材等等都可见其应用。

3D扫描仪的制作并非仰赖单一技术,各种不同的重建技术都有其优缺点,成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术,仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面,而雷射技术不适用于脆弱或易变质的表面。

3D扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云,这些点可用来插补成物体的表面形状,越密集的点云可以创建更精确的模型。若扫描仪能够取得表面颜色,则可进一步在重建的表面上粘贴,亦即所谓的纹理映射。一般的来说,如果遇上一些顽固派的东西,其他设备对它无从下手,这时3D扫描仪却能轻松地完成任务。打个比方说你要打印一件东西或者3D模型,都是需要经过3D扫描仪进行扫描之后,才进行打印的。不是有句话说“现实与梦幻的结合,才是最高境界”!依我看,3D扫描仪和3D打印的结合,才是意味着现实与梦幻的结合。不过,这也体现着3D扫描仪市场前景无限。

注:本文为搜维尔原创内容,如需转载请联系我们!邮箱:frank@souvr.com

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