TA的每日心情 | 无聊 2019-9-4 10:25 |
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签到天数: 303 天 [LV.8]以坛为家I
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什么是3D扫描仪?
三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器,用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观资料(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的资料常被用来进行三维重建计算,在虚拟世界中建立实际物体的数位模型。这些模型具有相当广泛的用途,举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学资讯、生物资讯、刑事鉴定、数位文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术,各种不同的重建技术都有其优缺点,成本与售价也有高低之分。但是,并无一体通用之重建技术,仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面,而雷射技术不适用于脆弱或易变质的表面。
三维扫描仪的功能
三维扫描仪的用途是建立物体几何表面的点云(point cloud),这些点可用来插补成物体的表面形状,越密集的点云可以建立更精确的模型(这个过程称做三维重建)。若扫描仪能够取得表面颜色,则可进一步在重建的表面上贴上材质贴图,亦即所谓的材质印射(texture mapping)。
三维扫描仪可类比为照相机,它们的视线范围都呈现圆锥状,资讯的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色资讯,而三维扫描仪测量的是距离。由于测得的结果含有深度资讯,因此常以深度影像(depth image)或距离影像(ranged image)称之。
由于三维扫描仪的扫描范围有限,因此常需要变换扫描器与物体的相对位置或将物体放置于电动转盘(turnable table)上,经过多次的扫描以拼凑物体的完整模型。将多个片面模型整合的技术称做影像注册(image registration)或对齐(alignment),其中涉及多种三维比对(3D-matching)方法。
3D扫描仪的分类
三维扫描仪分类为接触式(contact)与非接触式(non-contact)两种,后者又可分为主动扫描(active)与被动扫描(passive),这些分类下又细分出众多不同的技术方法。使用可见光影像达成重建的方法,又称做基于机器视觉(vision-based)的方式,是今日机器视觉研究主流之一。
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