3D扫描仪的视野对扫描质素有什么影响?

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Image source: gomeasure3d

 

 

 

       透过3D扫描可以分析现实世界中的物件,从而收集该物件的所有3D数据并以数字方式重建其形状和外观的过程。由于此过程,该物件可以成为3D模型,可以帮助用家作为要开发的3D项目的基础,对于重构、分析或模拟也很有用。今次会介绍3D扫描中什么是视野Field of View。

 

 

       现时有很3D扫描技术可以获取现实世界中的物件的3D模型数据,主要可以分为两大类:一种是接触式;另外一种是非接触式,例如结构光3D扫描技术,激光扫描技术等。

 

 

本文章内容目录

 

 

为何使用3D扫描?

 

什么是视野Field of View

 

使用具有小视野的3D扫描仪来扫描大物体的问题

 

使用具有大视野的3D扫描仪来扫描小的物体的问题

 

 

 

为何使用3D扫描?

 

       在说什么是3D扫描仪的视野Field ofView之前,先了解一下为何使用3D扫描。如果用家想获取实质物件的3D数据,那么利用3D扫描获取3D数据能更快、更轻松来创建3D打印模型。一旦有了这些3D模型数据后,用家就可以对3D模型数据进行修改,可以为之后一些项目等建立良好基础,例如产品开发逆向工程等。

 

       那么3D扫描可以应用在什么地方?除了一般产品逆向工程或、文物修复或数据储存外,医学界充分利用这种3D扫描技术!通过3D扫描创建,有助用于测量患者义肢的产品。3D扫描在牙科领域已经非常普遍,例如观察、模拟选择,甚至创建一些牙科设备,例如牙套、植入物和假牙。3D扫描配合3D打印可以避免模具的所有缺点,以及有助创建这些模具的整个过程。

 

       3D扫描有很多好处和潜质,例如协助恢复法国巴黎圣母院在2019年4月15日烧毁的部分。

 

 

 

什么是视野Field of View(Scanning area or Scan range)

 

 


Image source: gomeasure3d

 

 

       以上的图说明了3D扫描仪的视野。焦点的中心深度(Center depth of focus)是放置扫描物件的位置,以便获得最佳结果、最佳焦点和准确性。Z-Near是扫描体积的起点,而Z-Far是扫描仪可以扫描的最远距离。

 

 

       3D扫描仪与相机具有一些共同特征。像大多数相机一样,它们具有圆锥形的视野,并只能收集有关未被遮挡的表面的信息。相机收集有关其视野内表面的颜色信息时,而3D扫描仪收集有关其视场内表面的距离信息。3D扫描仪产生的“图片”描述了图片中每个点到表面的距离,而每个点都记载了三维位置。

 

 

       在大多数情况下,单次扫描不会产生完整的物件的3D模型数据。通常需要从许多不同方向多次扫描,甚至数百次,以获取有关对象各个角度的数据。这些3D扫描必须带入一个通用的参考系统中,该过程通常称为对齐或Registration,然后合并以创建完整的3D模型。

 

 

       3D扫描仪具有指定的视野大小(也称为扫描体积Scanning volume)。为了获得最佳的扫描结果,你应该使用,扫描体积尺寸最适合要3D扫描的物件尺寸的3D扫描仪。

 

 

 

使用小视野的3D扫描仪来扫描大型物体时的问题

 

       当使用为扫描小物件而设的3D扫描仪来扫描大物件时,与具有较大视野的3D扫描仪进行3D扫描相比,你将需要扫描更多次才能获取到整个3D模型。这可能会变得非常费力和费时,你需要整理单个扫描,以及将所有单个扫描合并为完整的3D模型。

 

 

       选择正确的视野(Field of View/ FOV)时,是要在要扫描的对象具有足够的细节和准确性之间找到适当的平衡,同时考虑合适当的覆盖范围,否则你就要为扫描对象进行多次扫描。

 

 

       因此在扫描大型物体的情况下,手提式3D扫描仪会表现较佳,如Shining3D Einscan PRO HD,Einscan PRO 2X和Einscan PRO 2X+,可参考扫描范围的数值。

 

 


Image source: Shining 3D

 

 

 

使用具有大视野的3D扫描仪来扫描小型物体时的的问题

 

       如果你要扫描具有杂细节和、纹理和体积较细的物体时,使用具有大视野的3D扫描仪将失去很多精细的几何细节,并且扫描精度也不是最好的。因此,你要了解该物件扫描目的,去选择拥有合适的视野的3D扫描仪。

 

 

       因此在扫描小型物体的情况下,固定式的3D扫描仪会表现较佳,如Shining3D Einscan SE和Einscan SP,或使用手提式3D扫描仪的固定扫描模式(Fixed scan)亦做到精细的扫描,可参考扫描范围的数值。

 

 

       除了视野(Field of View/ FOV)之后外,其实3D扫描仪还有其他规格是可以注意的,例如3D扫描的Point distance和Accuracy等等,以及扫描时作用的方式。

 

 

 

Image source: Shining 3D

 

 

       除了视野(Field of View/ FOV)之后外,其实3D扫描仪还有其他规格是可以注意的,例如3D掃描的Point distance和Accuracy等等,以及掃描時作用的方式,例如3D扫描的Point distance和Accuracy等等,以及扫描时作用的方式。

 

 

有关更多产品数据:Shining 3D扫描仪

 

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2020年9月10日 13:32
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