1.產(chǎn)品概述

  3D掃描儀是一種用于文物掃描的科學(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3D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。3D掃描儀的制作并非仰賴單一技術(shù)，各種不同的重建技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，成本與售價(jià)也有高低之分。并無(wú)一體通用之重建技術(shù)，儀器與方法往往受限于物體的表面特性。例如光學(xué)技術(shù)不易處理閃亮（高反照率）、鏡面或半透明的表面，而激光技術(shù)不適用于脆弱或易變質(zhì)的表面。3D掃描應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)張，采用現(xiàn)代科技手段對(duì)古代文物實(shí)施保護(hù)和還原已經(jīng)成為文物保護(hù)的主流。因3D掃描技術(shù)滿足文物考古測(cè)繪領(lǐng)域非接觸、高速度、實(shí)時(shí)性、數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集要求，在考古發(fā)掘、古建筑測(cè)繪、古遺址保護(hù)等領(lǐng)域通過(guò)3D掃描技術(shù)與古文物跨越時(shí)代的交流二而備受關(guān)注，也為建立數(shù)字化博物館提供基礎(chǔ)元素。  

2.產(chǎn)品功能

 

1. 3D掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的點(diǎn)云，這些點(diǎn)可用來(lái)插補(bǔ)成物體的表面形狀，越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更精確的模型（這個(gè)過(guò)程稱作3D重建）。若掃描儀能夠獲取表面顏色，則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼材質(zhì)貼圖，亦即所謂的材質(zhì)印射。
2. 3D掃描儀可類比為照相機(jī)，它們的視線范圍都呈現(xiàn)圓錐狀，信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi)。兩者不同之處在于相機(jī)所抓取的是顏色信息，而3D掃描儀測(cè)量的是距離。由于測(cè)得的結(jié)果含有深度信息，因此常以深度視頻或距離視頻稱之。
3. 由于3D掃描儀的掃描范圍有限，因此常需要變換掃描儀與物體的相對(duì)位置或?qū)⑽矬w放置于電動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)上，經(jīng)過(guò)多次的掃描以拼湊物體的完整模型。將多個(gè)片面模型集成的技術(shù)稱做視頻配準(zhǔn)或?qū)�齊，其中涉及多種3D比對(duì)方法。

2.1.基本功能

1、支持64位技術(shù)，支持多處理器, 兼容Windows XP 64位 和 Windows 7 64位操作系統(tǒng);
2、軟件界面簡(jiǎn)單,易于使用, 可自定義用戶界面;
3、交互式和自動(dòng)式的測(cè)頭參數(shù)的控制 (測(cè)量模式,相機(jī)配置,曝光時(shí)間,測(cè)量3D預(yù)覽等功能之間可以隨意切換)；
4、文件管理功能(二進(jìn)制格式存儲(chǔ), 數(shù)據(jù)輸入輸出, 輸入 CAD 數(shù)據(jù))；
5、簡(jiǎn)單方便的配置系統(tǒng)及更換測(cè)量范圍。  

2.2.數(shù)據(jù)獲取功能

1、項(xiàng)目管理式軟件模式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體表面數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，可以使用不同的拼接策略隨意組合;
2、可實(shí)現(xiàn)原始掃描數(shù)據(jù)拼合誤差檢查功能并以色差圖顯示分布;
3、可實(shí)現(xiàn)多組數(shù)據(jù)組之間的數(shù)據(jù)拼接;
4、具有多種數(shù)據(jù)拼合策略，可根據(jù)參考點(diǎn)、表面形狀特征實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)數(shù)據(jù)拼接;
5、具有STL、ASCII等多種的輸出格式，能滿足與Geomagic Studio、Polyworks等CAD軟件通用或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)格式接口;
6、軟件集成照相定位系統(tǒng)模塊，參考點(diǎn)數(shù)據(jù)無(wú)需導(dǎo)入導(dǎo)出，直接進(jìn)入掃描模式狀態(tài)；
7、可以利用最佳擬合方式對(duì)齊測(cè)量數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)(CAD)；
8、具有實(shí)時(shí)圖形界面監(jiān)測(cè)功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)頭溫度、振動(dòng)狀態(tài)及變化情況；
9、軟件具有三維激光掃描類型設(shè)備接口，可直接操控激光掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描，無(wú)須額外軟件，便于后續(xù)測(cè)量工作范圍擴(kuò)展。  

2.3.數(shù)據(jù)編輯功能

1、數(shù)據(jù)自動(dòng)后處理 (將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三角網(wǎng)格數(shù)據(jù), 基于公差設(shè)置的數(shù)據(jù)自動(dòng)稀化與優(yōu)化)
2、三角網(wǎng)格數(shù)據(jù)的編輯與優(yōu)化(消除異常值, 基于公差設(shè)置的光順處理, 基于曲率的稀化, 縮放, 鏡像)
3、交互式三角網(wǎng)格數(shù)據(jù)編輯(補(bǔ)孔, 裁剪, 光順, 稀化)
4、交互式數(shù)據(jù)選擇功能，可進(jìn)行表面選擇、穿透選擇、局部選擇、面片選擇等功能。

3.產(chǎn)品的技術(shù)

   3D掃描儀分類為接觸式與非接觸式兩種，后者又可分為主動(dòng)掃描與被動(dòng)掃描，這些分類下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法。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)的方式，是今日機(jī)器視覺(jué)研究主流之一。

3.1.接觸式掃描

   接觸式3D掃描儀透過(guò)實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度，如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)即典型的接觸式3D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)。此外，相較于其他方法接觸式掃描需要較長(zhǎng)的時(shí)間，現(xiàn)今的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測(cè)量，而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運(yùn)作頻率則高達(dá)每秒一萬(wàn)至五百萬(wàn)次。

3.2.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3D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。

4.產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 掃描采用面掃描白光彩色3D掃描儀
2. 采用無(wú)標(biāo)記點(diǎn)拼接，紋理拼接方式，無(wú)須粘貼標(biāo)記點(diǎn)，能做到隨放置隨掃描
3. 對(duì)于博物館以及需要數(shù)據(jù)留存的用戶，相較于傳統(tǒng)方案，該方案是較為便捷的
4. 對(duì)于結(jié)合VR、AR虛擬展示等技術(shù)手段有促進(jìn)和簡(jiǎn)化的作用