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3d掃描知識(shí)科普 | 高精度、真彩色三維數(shù)據(jù)獲取方案，快來(lái)Pick一下吧！世界視訊

來(lái)源：中關(guān)村在線　2023-01-17 10:03:55

隨著5G、元宇宙、VR、AR、3D打印等前沿科技迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，高清彩色三維建模作為連接現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的重要環(huán)節(jié)，正受到越來(lái)越多用戶的青睞。這篇文章將和大家探討，如何根據(jù)不同需求選擇最合適的彩色三維數(shù)據(jù)獲取方案。

(資料圖片)

基于不同應(yīng)用場(chǎng)景，我們將高清彩色三維數(shù)據(jù)獲取需求大致分為三類，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇相應(yīng)的彩色三維獲取方案。

01高精度、真彩色三維模型獲取

高精度、真彩色三維模型要求精準(zhǔn)還原實(shí)物尺寸、紋路細(xì)節(jié)、紋理圖案等，以便后續(xù)用于實(shí)物的三維數(shù)據(jù)存檔、測(cè)量分析、損傷修復(fù)等。

高精度、真彩色三維模型主要應(yīng)用于文物/藏品三維數(shù)字化、現(xiàn)場(chǎng)重要樣品分析檢測(cè)（比如工件損傷記錄、法醫(yī)物證數(shù)字化管理、刑偵現(xiàn)場(chǎng)勘察記錄）、科研教學(xué)標(biāo)本3D數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建（如中藥藥材標(biāo)本庫(kù)、古生物標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(kù)等）。

高精度、真彩色三維模型對(duì)三維數(shù)據(jù)、貼圖信息獲取的要求極高，目前市面上最通用、最成熟的方案是：激光3D掃描儀+單反拍照+后期貼圖映射（推薦軟件：小熊貓智能貼圖助手），該彩色三維數(shù)據(jù)獲取方案優(yōu)勢(shì)顯著：

1. 完整細(xì)節(jié)還原度

相較于傳統(tǒng)的照片建模（主流軟件如Reality Capture、ContextCapture（Smart 3D）、Metashape（Photoscan）等）和正向建模（主流軟件如3ds Max、Maya等），激光3D掃描技術(shù)可以1:1精準(zhǔn)還原實(shí)物的尺寸和紋路細(xì)節(jié)。

比如思看科技KSCAN系列復(fù)合式三維激光掃描儀精度高達(dá)0.020 mm，最高分辨率為0.010 mm，能精準(zhǔn)獲取復(fù)雜物體表面細(xì)節(jié)及完整三維數(shù)據(jù)，可以廣泛應(yīng)用于三維數(shù)字化存檔、三維數(shù)據(jù)測(cè)量分析、3D打印、文物保護(hù)與修復(fù)、文物預(yù)防性保護(hù)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

2. 超強(qiáng)場(chǎng)景適應(yīng)性

在獲取物體3D白模（單色模型）上，激光3D掃描儀有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。比如思看科技SIMSCAN、KSCAN系列激光三維掃描儀，無(wú)需接觸、無(wú)需噴粉即可完成超高精度三維數(shù)據(jù)采集工作。

KSCAN標(biāo)配交叉線藍(lán)色激光高速掃描、藍(lán)色平行激光精細(xì)掃描、紅外激光大面幅掃描、單線激光深孔掃描等多種掃描模式，內(nèi)置攝影測(cè)量系統(tǒng)，能輕松應(yīng)對(duì)不同尺寸（小到硬幣大小，大到十幾米古建筑局部重建）、材質(zhì)（深色、反光、黑色等）、紋理（純色或重復(fù)紋理等）的實(shí)物掃描需求。

3. 超高紋理清晰度

市面上現(xiàn)有的彩色3D掃描儀大都存在一定的局限性：

① 彩色表現(xiàn)力弱；多數(shù)手持式彩色3D掃描儀配備工業(yè)相機(jī)，工業(yè)相機(jī)的影像傳感器、鏡頭等器件導(dǎo)致了其彩色表現(xiàn)力都遠(yuǎn)不及單反相機(jī)。

② 像素較低；手持式彩色三維掃描儀的彩色相機(jī)像素大多數(shù)是130-300萬(wàn)，固定拍照式三維掃描儀的彩色相機(jī)最高像素一般是1200/2400萬(wàn)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及高像素單反相機(jī)（4000萬(wàn)起）。

③ 基準(zhǔn)距不可調(diào)節(jié)；彩色三維掃描儀通常配備定焦相機(jī)，大多數(shù)無(wú)法根據(jù)物體尺寸調(diào)整掃描儀的最佳對(duì)焦距離，大大降低了不同尺寸物品的適應(yīng)性。

如何兼顧紋理采集的清晰度和不同尺寸物品的場(chǎng)景適應(yīng)性？思看科技提供了更加高清的紋理信息獲取方案：?jiǎn)畏聪鄼C(jī)（像素建議4000萬(wàn)起）配備校色卡，在勻光柔光環(huán)境下進(jìn)行多角度拍攝（具體參見(jiàn)小熊貓智能貼圖拍攝指南）。

此外，對(duì)于物體尺寸小于30cm且紋理清晰度要求較高的情況下，則需要配備微距鏡頭，以滿足細(xì)微紋理的獲取需求。

4. 智能貼圖，高效易用

激光3D掃描儀獲取物體高精度三維模型，再結(jié)合單反拍攝高清晰度彩色照片，最后將兩組數(shù)據(jù)同步導(dǎo)入3D貼圖軟件，通過(guò)智能貼圖映射即可生成高精度、真彩色三維模型。

以思看科技小熊貓智能貼圖助手為例，制作一個(gè)常規(guī)物品的彩色三維模型，最快只需30分鐘即可完成貼圖映射。三維掃描模型貼圖映射過(guò)程大多數(shù)都是智能化處理，高效便捷，操作門(mén)檻極低，大大降低了模型制作成本。

02電商三維展示

近年來(lái)，隨著電商平臺(tái)對(duì)三維展示的需求越來(lái)越旺盛，電商平臺(tái)紛紛探索更高效、低成本的彩色三維模型制作方案。市面上主導(dǎo)的商品級(jí)三維模型多以正向建模為主，通過(guò)流水線分工制作、建立大量素材庫(kù)，以降低建模成本，比如戶外出行工具、家具、電器、廚衛(wèi)、平價(jià)的工藝品、珠寶等的三維建模。

不同于高精度、真彩色的三維建模需求，商品級(jí)三維展示對(duì)模型的細(xì)節(jié)還原度、精度以及三維數(shù)據(jù)的完整性要求較低，不再追求精準(zhǔn)還原物品每一處紋理細(xì)節(jié)，其紋理細(xì)節(jié)也不需要1:1保真還原，而是要求物品呈現(xiàn)盡可能地美觀、好看。因此，商品級(jí)三維模型制作采用正向建模不失為一種更為高效且成本低廉的方案。

當(dāng)然，在建模量大或者物品較為復(fù)雜的情況下（如曲面偏多、結(jié)構(gòu)偏復(fù)雜），采用激光3D掃描儀可以快速完成物品表面三維數(shù)據(jù)的獲取，3D建模師可以在這個(gè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行更高效、更精準(zhǔn)的模型三維重建工作（用三維掃描模型代替二維照片進(jìn)行參考建模）。

03工業(yè)虛擬仿真

工業(yè)虛擬仿真系統(tǒng)應(yīng)用于指導(dǎo)生產(chǎn)（如構(gòu)建防碰撞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）、裝配、生產(chǎn)教學(xué)時(shí)，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行1:1重建，這時(shí)采用激光3D掃描儀，可以最大程度保證實(shí)驗(yàn)對(duì)象的全局框架精度和關(guān)鍵部位的精準(zhǔn)模型獲取。

以汽車維護(hù)與修理立體VR教學(xué)為例，當(dāng)對(duì)汽車進(jìn)行內(nèi)外零件拆解后，面對(duì)眾多復(fù)雜曲面、部件結(jié)構(gòu)，借助激光3D掃描儀可以快速獲取汽車整體框架和關(guān)鍵零部件的三維數(shù)據(jù)，建模團(tuán)隊(duì)基于這些三維數(shù)據(jù)進(jìn)行模型重建，從而保證每個(gè)零部件的尺寸精度和位置得到精準(zhǔn)還原，大大縮減了合并數(shù)據(jù)后期需要調(diào)整的工作量，至少提高了一倍的正向建模效率。

以上三種不同使用場(chǎng)景下的彩色三維數(shù)據(jù)獲取方案，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。如果預(yù)算充足，可以在擁有一臺(tái)便攜式激光3D掃描儀的基礎(chǔ)上，自由加配手持式彩色三維掃描儀（如iReal系列）、跟蹤式激光3D掃描儀（如TrackScan系列）、桌面級(jí)3D掃描儀等。

思看科技聚焦工業(yè)級(jí)和專業(yè)級(jí)三維數(shù)字化產(chǎn)品與解決方案，產(chǎn)品圍繞三大核心版塊：手持式激光三維掃描儀、專業(yè)級(jí)彩色三維掃描儀（如iReal系列）和自動(dòng)化三維檢測(cè)系統(tǒng)。

產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，可提供從質(zhì)量控制到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)再到虛擬三維展示等多個(gè)領(lǐng)域的三維數(shù)字化解決方案，快速打造精確的三維模型，使3D模型獲取效率更高效、更便捷。

未來(lái)，我們還會(huì)持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，面向更多行業(yè)應(yīng)用需求，繼續(xù)打造更低成本、更加精準(zhǔn)、更加智能化的三維數(shù)據(jù)獲取方案。

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