我們知道光學(xué)三維掃描儀的主要組成部分是相機(jī)及光機(jī)，相機(jī)的作用，我們很容易就理解，那光機(jī)呢？三維掃描儀又是如何通過實(shí)物轉(zhuǎn)換得到三維數(shù)據(jù)的呢?

       本期，工程師Alfred給大家詳細(xì)介紹從實(shí)物轉(zhuǎn)換為三維數(shù)據(jù)的過程。

       很多文章都有介紹，光學(xué)3D掃描儀的工作原理，通俗的講解就是光機(jī)投影出特定的光線在被掃描物體上，物體反射光線，設(shè)備相機(jī)接收到反射光線后，通過三角測量法計(jì)算，從而將實(shí)物轉(zhuǎn)換為由有限點(diǎn)組成的三維數(shù)據(jù)。

       我們倒推一下。

點(diǎn)如何組成三維數(shù)據(jù)?

點(diǎn)怎么來的?

點(diǎn)如何組成三維數(shù)據(jù)?

       首先來看下三角測量法的原理，見下圖。通過此方法可以獲取某一個點(diǎn)的位置信息。

三角測量法原理圖

       當(dāng)我們需要復(fù)制一條曲線時(shí)，我們可以將曲線上的關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)測量出來，然后用線將其連接。當(dāng)這樣的線有多條時(shí)，就可以將這些線組成一個完整的面。這個就是我們的曲面建模思路。

       三維掃描就是借鑒了這種思維。

       對于掃描中的物體，其并不是一個點(diǎn)，也不是一堆點(diǎn)的聚合物。這時(shí)，我們要做的步驟就是將物體進(jìn)行抽象化處理成有限個點(diǎn)的集合，這些就是關(guān)鍵點(diǎn)，通過確認(rèn)各關(guān)鍵點(diǎn)的位置信息，得到最終的三維數(shù)據(jù)。

如何提取被掃描物體上的關(guān)鍵點(diǎn)?

物體上又沒標(biāo)著哪個是關(guān)鍵點(diǎn)，哪個不是，接下來該怎么辦?

       現(xiàn)在需要按照一定距離抽樣，抽取關(guān)鍵點(diǎn)，然后做好標(biāo)記。抽樣的關(guān)鍵就是利用光機(jī)在物體表面投射特定的光線。當(dāng)關(guān)鍵點(diǎn)確定好后，三維掃描數(shù)據(jù)的獲取流程就走通了。

原理總結(jié)：

       通過上邊文章的介紹，我們倒推了三維數(shù)據(jù)獲取的原理。

       利用光機(jī)投射特定光線在物體表面，人為標(biāo)記關(guān)鍵點(diǎn)，相機(jī)接收到反射光線，利用三角測量法，計(jì)算各關(guān)鍵點(diǎn)的位置坐標(biāo)，通過各點(diǎn)的位置，點(diǎn)組成線，線組成面，最終得到物體的三維數(shù)據(jù)。