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技術(shù)科普站 | 簡單三步,學(xué)會(huì)如何選購合適的三維掃描儀

先臨課堂

2022.08.19

技術(shù)科普站


      近年來,3D數(shù)字化技術(shù)在國內(nèi)市場熱度持續(xù)攀升,國內(nèi)外各路掃描儀廠商都蜂擁進(jìn)入市場打算分一杯羹,導(dǎo)致市場上三維掃描儀產(chǎn)品種類五花八門,掃描儀參數(shù)亦是讓人眼花繚亂。

      消費(fèi)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(xì)和大家解釋下掃描儀關(guān)鍵參數(shù)背后的含義。


楊建龍
技術(shù)科普講師

資深3D數(shù)字化應(yīng)用專家,深耕3D數(shù)字化多年,在三維數(shù)字化領(lǐng)域擁有豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。


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-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(biāo)維度、用戶指標(biāo)維度、廠商指標(biāo)維度等三個(gè)維度綜合評估,選擇合適的三維掃描儀產(chǎn)品。

先臨三維高精度三維掃描儀

PART1
硬件指標(biāo)維度

  • 光源選擇

  • 掃描精度(精度和重復(fù)精度)

  • 掃描分辨率(掃描細(xì)節(jié))

  • 掃描速度


01
光源選擇

      常見的三維掃描儀,按光源通??煞譃?strong>激光技術(shù)和LED光技術(shù),光源不同,適用場景也各不相同。


三維掃描儀技術(shù)原理




激光三維掃描儀技術(shù)原理

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

LED光三維掃描儀技術(shù)原理

LED光三維掃描儀使用白色或藍(lán)色LED投射光圖案在物體表面,由一個(gè)相機(jī)或多個(gè)相機(jī)同時(shí)捕捉物體反射的光線。當(dāng)配備了彩色相機(jī)時(shí),就可以進(jìn)行物體的彩色信息的獲取。

基于不同的技術(shù),光調(diào)制器可產(chǎn)生不同的投影圖案。

優(yōu)缺點(diǎn)




01
激光掃描

激光對環(huán)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(xiàn)。

但是激光三維掃描儀相對來講價(jià)位較高,且除了跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)以外,均需要貼點(diǎn)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(yīng)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(shù)據(jù)。

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(jìn)行固定掃描,也可以手拿掃描儀圍繞物體進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取。但是,它對環(huán)境光和反光的樣件比較敏感,數(shù)據(jù)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(lǐng)域及優(yōu)缺點(diǎn),可以結(jié)合自己的使用場景進(jìn)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(shù)之一,表示3D模型與實(shí)物的尺寸偏差。

  • 三維掃描儀規(guī)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(dá)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(dá)到0.04mm。

  • 體積精度,是指3D數(shù)據(jù)整體尺寸偏差與對象大小之間的關(guān)系,舉個(gè)例子,使用EinScan Pro系列三維掃描儀時(shí),每100cm精度降低0.3mm(標(biāo)志點(diǎn)模式下,掃描標(biāo)準(zhǔn)步距球規(guī),測量球心距得出)。EinScan HX雙藍(lán)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(shí)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(yīng)用方向?qū)纫髽?biāo)準(zhǔn)也不一樣。

      一般來講,工業(yè)檢測、工業(yè)逆向、數(shù)字化制造等精確度要求比較高的應(yīng)用,對于三維掃描儀精度的要求就會(huì)比較高。如果是文創(chuàng)文博、雕塑、汽車配飾/改裝、創(chuàng)客教育等應(yīng)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(shí),可以結(jié)合自己的應(yīng)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(huì)影響設(shè)備的價(jià)格,如果預(yù)算充足的情況下,您可以選擇最高的精度配置來實(shí)現(xiàn)最佳效果(如果需要更高的精度,也可以選擇我們的“天遠(yuǎn)”品牌三維掃描儀產(chǎn)品)。一般我們建議綜合考慮其他的參數(shù)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(shù)據(jù)在長、寬方向上數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量多少的參數(shù)。

      分辨率越高,點(diǎn)云越多、越密,也可以用點(diǎn)距來描述,分辨率越高(點(diǎn)距越小)時(shí),掃描數(shù)據(jù)在形狀、細(xì)節(jié)上越接近實(shí)物。

      和精度配置一樣,您可以結(jié)合自己對掃描物體細(xì)節(jié)的要求,來選擇合適的分辨率設(shè)置,如果需要還原掃描物體的精細(xì)細(xì)節(jié),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(xiàn)效果:

高分辨率與低分辨率呈現(xiàn)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(gè)特定物體所需時(shí)間的參數(shù)。

      掃描速度可以用每秒采集的點(diǎn)數(shù)、每秒采集的幀數(shù)或單次掃描需要多少秒來表示。

      點(diǎn)數(shù)越多/幀數(shù)越多、或者耗時(shí)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(xiàng)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(shí)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(diǎn)兩點(diǎn)。

EinScan HX雙光源手持三維掃描儀掃描汽車

      在掃描人體時(shí),掃描速度也尤其重要,因?yàn)槿瞬豢赡荛L時(shí)間靜止不動(dòng)(在掃描中,也就是三維掃描儀出光并接受光的這一個(gè)閉環(huán)中,被掃描物體需要保持不動(dòng),不然會(huì)影響掃描結(jié)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(biāo)維度

  • 數(shù)據(jù)質(zhì)量要求,實(shí)際掃描的精度、精細(xì)度要求

  • 使用場景需求,掃描對象大小、材質(zhì)以及掃描時(shí)間

  • 預(yù)算


      用戶可以根據(jù)以上的指標(biāo)維度,結(jié)合產(chǎn)品的硬件參數(shù),擇優(yōu)選擇性價(jià)比最高的三維掃描儀。

PART2
廠商指標(biāo)維度

  • 用戶口碑

  • 品牌與服務(wù)

  • 軟件升級等


      良好的用戶口碑和強(qiáng)大技術(shù)服務(wù)支撐的公司背景,也可以作為用戶選購三維掃描儀時(shí),評估廠商資質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),便于消費(fèi)者多維度衡量評估選擇的三維掃描儀是否為最優(yōu)選擇。

END

      本期技術(shù)課堂,為大家分享了選購掃描儀的三大關(guān)鍵指標(biāo)維度:硬件指標(biāo),用戶指標(biāo),廠商指標(biāo),相信大家應(yīng)該對于如何選購合適的三維掃描儀也有了一個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)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(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)也會(huì)為您及時(shí)答疑解惑哦!

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