
前言:如今,数字化技术不停地进步,3D 扫描技术在工业、文化遗产、建筑、地质等好多领域都被广泛运用了。这篇文章会给您讲讲 3D 扫描是咋回事,都有啥分类,还有各种不同的 3D 扫描技术,以及它们的长处、短处和能派上用场的地方。
3D 扫描其实就是把物体表面的几何信息变成数字形式的数据。它的原理是借助不同的东西来测量物体表面的模样,然后处理这些测量得到的数据,从而构建出物体的三维模型。由于测量的原理有差别,3D 扫描技术可以分成下面这几种类型:
1.飞行时间法(Time-of-Flight,TOF) TOF 这种技术是利用光学传感器来测量光从光源照到物体表面,再反射回传感器所花费的时间,这样就能获取物体表面的深度信息啦。因为 TOF 技术测量起来速度很快,所以很适合用来扫描那些会移动的物体。
优点:速度特别快,能给活动的物体进行扫描。
缺点:对光线的条件要求比较高,精度会受到光传播速度、周围环境的光照等因素的限制。
适用的场景:适合用来测量会动的物体的外形。
2.结构光法(Structured Light) 结构光法是让光源发射出特定频率、特定形状的光线,照到物体表面上,然后通过相机收集物体表面反射回来的光线形成的图像,最后通过算法计算出物体表面的深度信息。这种技术在 3D 扫描和工业测量当中经常被用到。
优点:精度比较高,适合测量中等大小的物体。
缺点:对光线以及物体表面的反射特性要求较高,更适用于静止的物体。
适用的场景:适用于工业制造中对中等大小的静态物体进行精确测量。
3.摄影测量法(Photogrammetry) 摄影测量法是一种依靠图像数据来进行 3D 测量的方法。这个技术是从多个角度给物体拍摄 2D 图像,通过图像匹配的算法找到物体表面的特征点,接着依据三角测量的原理算出物体表面的深度信息,最终构建出物体的三维模型。这种技术适用于各种不同大小和形状的物体。
优点:适用的范围很广,测量的范围也很宽泛。
缺点:需要好多张 2D 图像,数据处理需要的时间比较长,不适合测量移动的物体。
适用的场景:适用于工业、文化遗产、建筑、地质等领域中对不同大小和形状的物体进行精确测量和建模。
总结:3D 扫描技术属于一种数字化的手段,通过测量物体表面的几何形态,将其转化为数字数据,最终构建出物体的三维模型。按照测量原理的不同,3D 扫描技术可以分为 TOF、结构光、摄影测量、轮廓扫描等多种类型。不同的 3D 扫描技术都有各自的优缺点和适用的场景,可以根据实际的需求来进行选择。
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