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技術科普站 | 簡單三步,學會如何選購合適的三維掃描儀

先臨課堂

2022.08.19

技術科普站


      近年來,3D數字化技術在國內市場熱度持續攀升,國內外各路掃描儀廠商都蜂擁進入市場打算分一杯羹,導致市場上三維掃描儀產品種類五花八門,掃描儀參數亦是讓人眼花繚亂。

      消費者在形形色色的廣告宣傳中無所適從,不知如何選擇適合自己的三維掃描儀

      本期,楊建龍老師就來給大家講解下選擇三維掃描儀的技巧,并詳細和大家解釋下掃描儀關鍵參數背后的含義。


楊建龍
技術科普講師

資深3D數字化應用專家,深耕3D數字化多年,在三維數字化領域擁有豐富行業經驗。


11

-THE ELEVENTH-


如何選購三維掃描儀?


建龍老師:我們建議客戶從硬件指標維度、用戶指標維度、廠商指標維度等三個維度綜合評估,選擇合適的三維掃描儀產品。

先臨三維高精度三維掃描儀

PART1
硬件指標維度

  • 光源選擇

  • 掃描精度(精度和重復精度)

  • 掃描分辨率(掃描細節)

  • 掃描速度


01
光源選擇

      常見的三維掃描儀,按光源通常可分為激光技術和LED光技術,光源不同,適用場景也各不相同。


三維掃描儀技術原理




激光三維掃描儀技術原理

激光三維掃描儀的工作原理是將激光點、光束或多束激光投射到物體上,然后通過相機捕捉其反射的光線。

LED光三維掃描儀技術原理

LED光三維掃描儀使用白色或藍色LED投射光圖案在物體表面,由一個相機或多個相機同時捕捉物體反射的光線。當配備了彩色相機時,就可以進行物體的彩色信息的獲取。

基于不同的技術,光調制器可產生不同的投影圖案。

優缺點




01
激光掃描

激光對環境光線的敏感度較低,對光亮或暗黑等表面也有較好的掃描表現。

但是激光三維掃描儀相對來講價位較高,且除了跟蹤式激光三維掃描系統以外,均需要貼點掃描,不太適合文物等表面比較脆弱的掃描物體。且激光掃描不支持采集紋理信息,不適合需要紋理色彩的應用場景。

02
LED光掃描

LED光三維掃描儀通過投影投射出光圖案,可以快速捕捉到高分辨率和高精度的數據。

相比于激光光源,LED光對人眼睛更安全,所以其可以用于人體的掃描。部分含有固定模式的LED掃描儀可以安裝在三腳架上進行固定掃描,也可以手拿掃描儀圍繞物體進行數據的獲取。但是,它對環境光和反光的樣件比較敏感,數據效果欠佳

      綜上所述:無論是激光三維掃描儀還是LED光掃描儀,都有他們各自適合的領域及優缺點,可以結合自己的使用場景進行選擇。

02
掃描精度

定義:掃描精度是三維掃描儀最重要的參數之一,表示3D模型與實物的尺寸偏差。

  • 三維掃描儀規格中提到的精度,指的是單次掃描下的尺寸偏差,比如EinScan HX雙光源手持三維掃描儀,單幅最高精度可以達到0.045mm,EinScan Pro系列三維掃描儀,固定模式下的單幅最高精度可以達到0.04mm。

  • 體積精度,是指3D數據整體尺寸偏差與對象大小之間的關系,舉個例子,使用EinScan Pro系列三維掃描儀時,每100cm精度降低0.3mm(標志點模式下,掃描標準步距球規,測量球心距得出)。EinScan HX雙藍光手持三維掃描儀在激光模式下的體積精度,每100cm精度降低0.06cm。

測量球心距測量球心距


      因此,在選擇三維掃描儀的時候,也需要注意評估三維掃描儀的精度值。精度的高低,決定了三維掃描儀的適用范圍,不同應用方向對精度要求標準也不一樣。

      一般來講,工業檢測、工業逆向、數字化制造等精確度要求比較高的應用,對于三維掃描儀精度的要求就會比較高。如果是文創文博、雕塑、汽車配飾/改裝、創客教育等應用,對于三維掃描儀的精度要求相對來講稍低

      大家在評估三維掃描儀時,可以結合自己的應用場景來選擇合適的精度配置。

      精度的高低一定程度上也會影響設備的價格,如果預算充足的情況下,您可以選擇最高的精度配置來實現最佳效果(如果需要更高的精度,也可以選擇我們的“天遠”品牌三維掃描儀產品)。一般我們建議綜合考慮其他的參數配置,比如分辨率、掃描速度等等,再作出選擇。

03
掃描分辨率

定義:三維掃描儀獲取的單幅數據在長、寬方向上數據點數量多少的參數。

      分辨率越高,點云越多、越密,也可以用點距來描述,分辨率越高(點距越小)時,掃描數據在形狀、細節上越接近實物。

      和精度配置一樣,您可以結合自己對掃描物體細節的要求,來選擇合適的分辨率設置,如果需要還原掃描物體的精細細節,可以選擇高分辨率的三維掃描儀,相反,則不需要那么高的分辨率配置。

高分辨率/低分辨率呈現效果:

高分辨率與低分辨率呈現效果


不同物體參考分辨率配置:

不同物體參考分辨率配置

04
掃描速度

定義:掃描速度是定義掃描一個特定物體所需時間的參數。

      掃描速度可以用每秒采集的點數、每秒采集的幀數或單次掃描需要多少秒來表示。

      點數越多/幀數越多、或者耗時越少,三維掃描儀的掃描速度就越快。

      掃描速度由三維掃描儀的掃描幅面等多項因素決定,在使用中的直觀感受就是掃描快不快,特別是在掃描大型物體的時候,如汽車、建筑和大型雕像,掃描速度的快慢,對于工作效率的影響不止一點兩點。

EinScan HX雙光源手持三維掃描儀掃描汽車

      在掃描人體時,掃描速度也尤其重要,因為人不可能長時間靜止不動(在掃描中,也就是三維掃描儀出光并接受光的這一個閉環中,被掃描物體需要保持不動,不然會影響掃描結果)。在這種情況下,掃描速度越快越好。

EinScan H雙光源彩色手持三維掃描儀掃描人體

PART2
用戶指標維度

  • 數據質量要求,實際掃描的精度、精細度要求

  • 使用場景需求,掃描對象大小、材質以及掃描時間

  • 預算


      用戶可以根據以上的指標維度,結合產品的硬件參數,擇優選擇性價比最高的三維掃描儀。

PART2
廠商指標維度

  • 用戶口碑

  • 品牌與服務

  • 軟件升級等


      良好的用戶口碑和強大技術服務支撐的公司背景,也可以作為用戶選購三維掃描儀時,評估廠商資質的標準,便于消費者多維度衡量評估選擇的三維掃描儀是否為最優選擇。

END

      本期技術課堂,為大家分享了選購掃描儀的三大關鍵指標維度:硬件指標,用戶指標,廠商指標,相信大家應該對于如何選購合適的三維掃描儀也有了一個基礎的認知,如果還有其他想要了解的信息,也可以直接咨詢先臨三維官方客服,我們專業的技術團隊也會為您及時答疑解惑哦!

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