解析3D立体扫描技术在虚拟现实中的应用
虚拟现实就是在一定软硬件的基础之上，创建尽可能真实的3D立体的场景和对象，在虚拟仿真中，场景和对象的真实感是最为关键一个因素。20世纪90年代，虚拟现实（VR）技术作为一门崭新的综合性信息技术出现，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术的技术分支，与此同时诞生的还有3D立体扫描技术。
随着观众对虚拟现实技术所展现的场景的精细性、准确性、真实性要求的不断提高，对于现实世界的真实数据获取和精细建模的瓶颈日趋明显并严重制约着虚拟现实技术的前进步伐。随着3D立体扫描技术的出现，它完美的解决了虚拟现实技术的实现真实场景过程中的数据获取的难题。
3D扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于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信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。
3D立体扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。在发达国家的制造业中，3D扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点而得到越来越多的应用。用3D扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。
3D扫描仪可分为接触式(contact)与非接触式(non-contact)两种，后者又可分为主动3D扫描(active)与被动3D扫描(passive)，这些分类下又细分出众多不同的技术方法。使用可见光影像达成重建的方法，又称作基于机器视觉(Vision-based)的方式，是今日机器视觉研究主流之一。
3D扫描仪的用途是创建物体几何表面的（point cloud），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（这个过程称）。若3D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（texture mapping）。目前市面上最具有代表性的品牌主要有：Creaform、Konica Minolta、Shining3D、Z Corporation等等。下面我们就一起来看下搜维尔【SouVR.com】这几种品牌的相关产品。
Shining3D OptimScan第三代高精度双目3D扫描，在延续原经典双目系列3D扫描仪技术优势的基础上，对外观、结构、选材和配置上进行了大幅提升，除了体现科技感的时尚设计，更增强了产品的稳定与高效率的性能。OptimScan首批设备已销往荷兰、意大利、加拿大、美国等地，外观造型和性能的综合表现，受到公司国际客户的一致好评。
Shining3D OptimScan第三代高精度双目3D扫描，采用与国际顶级品牌相同档次的配件（核心器件采用进口CCD器件与镜头），以更高配置，获取更清晰的数据细节，精度更高，稳定性更强，展现了更高的三维扫描品质；其设备软件搭配Shiningform XOR或Shiningform XOV，功能上增加了丰富、专业的逆向设计或三维检测功能，实现从3D扫描到逆向设计或三维检测的一体化操作，提升产品工作的高效率。
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。
Go SCAN 3D 拥有最简单的便携式3D扫描经验，可提供真正快速可靠的测量。Go SCAN 3D扫描仪在设计时充分考虑了您的需求。任何人均可使用此高效系统，无经验要求，并可通过实时可视化和持续定位辅助提供扫描时的视觉引导。其创新的LED技术免去了准备环节和特定设置，可提供较大扫描范围和非常快速的测量速率，并无需手动数据后期处理。 所有这一切自始至终表明了这是市场上最易上手的3D扫描。
Go SCAN 3D 便携式3D扫描仪简单、快速、可靠。 Go SCAN 3D 扫描仪随附 VXelements，这是一款全集成的3D 数据采集软件，可以为整个3D 扫描和测量技术系列产品提供支持。它将所有基本要素和工具都融入到一个统一的、用户友好的且直观的工作环境中。其VXscan 软件模块，专门致力于采集和优化3D 扫描数据。 除了能够为这些特定的任务提供高性能外，它还具有简单易用和用户友好的特点，足以满足任何知识水平的用户需要。
3D扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud），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（这个过程称做3D重建）。若3D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材质贴图，亦即所谓的材质印射（texture mapping）。
Konica Minolta RANGE5 非接触式3D扫描仪
RANGE5是一款高精度的3D扫描，主要工作是扫描三维物体（如锻造、铸造件、模具、塑料等）以获得其外形三维尺寸数据，RANGE5是工业级应用的非接触式3D扫描，高效、高精度、高可靠性；开创了制造业的无限远景。
非接触式三维扫描仪RANGE5对不同外形轮廓的工业部件，包括冲压件、加工件、模具、成型件、铸件以及注塑件，瞬间扫描并将其转换为三维数据。数据模型可以精确的在电脑屏幕上重现。使用选配应用软件，通过对比这个扫描数据和三维CAD设计数据，你就可以快速获得软件自动导出的检测报告，包括全局误差、界面误差、壁厚分配以及GD&T（几何尺寸及公差）。这使得制造工序中的工作速度以及产品质量大大提高。
3D扫描(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）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行3D重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。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、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。上面也说了它可分为接触式(contact)与非接触式(non-contact)两种，非接触式又可分为主动3D扫描(active)与被动3D扫描(passive)，那么下面我们具体来了解一下：
接触式3D扫描：接触式3D扫描仪透过实际触碰物体表面的方式计算深度，如座标测量机(CMM, Coordinate Measuring Machine)即典型的接触式3D扫描。此方法相当精确，常被用于工程制造产业，然而因其在扫描过程中必须接触物体，待测物有遭到探针破坏损毁之可能，因此不适用于高价值物件如古文物、遗迹等的重建作业。此外，相较于其他方法接触式3D扫描仪需要较长的时间，现今最快的座标测量机每秒能完成数百次测量，而光学技术如雷射扫描仪运作频率则高达每秒一万至五百万次。
非接触被动式3D扫描：被动式3D扫描仪本身并不发射任何辐射线(如雷射)，而是以测量由待测物表面反射周遭辐射线的方法，达到预期的效果。由于环境中的可见光辐射，是相当容易取得并利用的，大部分这类型的3D扫描仪以侦测环境的可见光为主。但相对于可见光的其他辐射线，如红外线，也是能被应用于这项用途的。因为大部分情况下，被动式3D扫描仪法并不需要规格太特殊的硬件支援，这类被动式产品往往相当便宜。非接触被动式3D扫描仪包括：立体视觉法(Stereoscopic)、色度成形法(Shape from Shading)、立体光学法(Photometric Stereo)和轮廓法等。
非接触主动式3D扫描：主动式3D扫描仪是指将额外的能量投射至物体，借由能量的反射来计算3D空间资讯。就是像物体投射特定的光，其中代表技术激光线式的3D扫描，精度比较高，但是由于每次只能投射一条光线，所以扫描速度慢。另外，由于激光会对生物体以及比较珍贵的物体造成伤害，所以不能应用于某些特定领域。常见的投射能量有一般的可见光、高能光束、超音波与 X 射线。非接触主动式3D扫描仪包括：时差测距(Time-of-Flight)、三角测距(Triangulation)、手持雷射(Handhold Laser)、结构光源(Structured Lighting)和调变光(Modulated Lighting)等等。所有这一切自始至终表明了3D扫描仪在虚拟现实中的重要性。
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