6-1 三維掃描儀簡(jiǎn)介

三維掃描及后處理

任務(wù)一

三維掃描儀簡(jiǎn)介1、什么是三維掃描儀

三維掃描儀(3Dscanner)是一種科學(xué)儀器，用來(lái)偵測(cè)并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境的形狀（幾何構(gòu)造）與外觀數(shù)據(jù)（如顏色、表面反照率等性質(zhì)）。搜集到的數(shù)據(jù)常被用來(lái)進(jìn)行三維重建計(jì)算，在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)際物體的數(shù)字模型。這些模型具有相當(dāng)廣泛的用途舉凡工業(yè)設(shè)計(jì)、瑕疵檢測(cè)、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)引、地貌測(cè)量、醫(yī)學(xué)信息、生物信息、刑事鑒定、數(shù)字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見(jiàn)其應(yīng)用。

三維掃描儀分類為接觸式（contact）與非接觸式（non-contact）兩種，后者又可分為主動(dòng)掃描（active）與被動(dòng)掃描（passive），這些分類下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法。例如：使用可見(jiàn)光視頻達(dá)成重建的方法，又稱做基于機(jī)器視覺(jué)（vision-based）的方式，是今日機(jī)器視覺(jué)研究主流之一。2、三維掃描技術(shù)分類接觸式掃描：

接觸式三維掃描儀透過(guò)實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度，如座標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM,CoordinateMeasuringMachine）即典型的接觸式三維掃描儀

。此方法相當(dāng)精確，常被用于工程制造產(chǎn)業(yè)，然而因其在掃描過(guò)程中必須接觸物體，待測(cè)物有遭到探針破壞損毀之可能，因此不適用于高價(jià)值對(duì)象如古文物、遺跡等的重建作業(yè)。2、三維掃描技術(shù)分類非接觸主動(dòng)式掃描：

主動(dòng)式掃描是指將額外的能量投射至物體，借由能量的反射來(lái)計(jì)算三維空間信息。常見(jiàn)的投射能量有一般的可見(jiàn)光、高能光束、超音波與X射線。主要分類有：時(shí)差測(cè)距（Time-of-Flight、三角測(cè)距（Triangulation）、手持激光（HandholdLaser）、結(jié)構(gòu)光源（StructuredLighting）、調(diào)變光（ModulatedLighting）等。非接觸主動(dòng)式掃描：2、三維掃描技術(shù)分類

被動(dòng)式掃描儀本身并不發(fā)射任何輻射線（如激光），而是以測(cè)量由待測(cè)物表面反射周遭輻射線的方法，達(dá)到預(yù)期的效果。由于環(huán)境中的可見(jiàn)光輻射，是相當(dāng)容易獲取并利用的，大部分這類型的掃描儀以偵測(cè)環(huán)境的可見(jiàn)光為主。但相對(duì)于可見(jiàn)光的其他輻射線，如紅外線，也是能被應(yīng)用于這項(xiàng)用途的。因?yàn)榇蟛糠智闆r下，被動(dòng)式掃描法并不需要規(guī)格太特殊的硬件支持，這類被動(dòng)式產(chǎn)品往往相當(dāng)便宜。主要分類有：立體視覺(jué)法（Stereoscopic）、色度成形法（