三维扫描技术的应用领域正在不断扩张,在工业、文博、电商、医疗等领域的应用中逐步普及。根据Spherical Insights & Consulting 的研究报告,2022年全球 3D扫描市场规模为 39.1亿美元,预计到2032年全球3D扫描市场将达到118.5亿美元,复合年增长率为13.11%,三维扫描的未来十分可期。
当前,市场上有众多不同类别、不同价位的3D扫描仪。那么,如何全面评判一台三维扫描仪的性能,让其更好地为您的业务赋能?
#1三维扫描仪,主要有哪些应用?
三维扫描仪能快速获取物体精确的3D数据,为数字化设计、数字化生产、数字化制造提供了硬件基础,同时也为物体快速转化为数字模型提供了高效途径。
三维扫描仪有多种形态,代表形态有箱式和手持,其中手持式三维扫描仪可以让工作人员在不同地方使用,即便是应对不同的大小、形状、材质,都能进行无损测量,扫描后所得的数字化3D模型以obj,fbx,glb,gltf等格式保存,为CAD、质量检测、3D打印等多种用途服务。
行业 |
#2三维扫描仪,需要关注哪些参数?
扫描类型:接触式和非接触式
接触式
非接触式
按照大类区分,3D扫描仪可分为接触式3D扫描仪、非接触式3D扫描仪。
其中,接触式3D扫描仪通过机械探头扫描表面,其局限比较明显,接触扫描过程容易改变甚至破坏物体细节,无法扫描柔软物体,因此接触式3D扫描仪在许多领域的应用中会受限。
非接触式三维扫描仪通过光学、激光或者结构光等方式获取物体表面的三维形态信息,可以捕捉到非常详细的模型,并且因为不会对物体造成损伤,相较于接触式,适用领域更广泛。
扫描光源:激光、结构光、红外线
▍激光
激光3D扫描通过将激光照射在被扫描的物体上,然后用相机或传感器捕获激光点的位置,扫描仪可以根据激光发射器和相机的相对位置和角度计算该距离,一旦捕获了足够的扫描数据,就可以确定扫描物体的整个表面几何形状。然而,这种方式无法直接采集颜色信息。
▍结构光(白光或蓝光)
结构光3D扫描通过将一组带有平行线或其他形状的光投射到被扫描物体的表面上,接着通过相机捕捉投射的光图案,根据物体表面的变形的线条,通过一系列计算,扫描仪可以使用变形的光线来计算扫描物体的位置、大小和形状。这种方式扫描精度高,并且速度快。
▍近红外光(NIR)
3D扫描仪还有一种重要的光源是红外光,红外光不会被肉眼所见,当红外光照射到被扫描物体上时,会采用不同类型的相机来采集红外光。红外光扫描在一些领域具有一些重要优势,最常见的应用之一是人脸扫描,目前在医疗、人体建模、时尚等领域很常见。
扫描精度与分辨率
准确度是衡量扫描设备绝对准确性的指标,指扫描模型和真实物体的差异,而分辨率是衡量3D模型两点间最短距离的指标,两者都以毫米或微米为单位。
通常而言,当面对工业设计、逆向工程、工件三维检测、精细物件扫描、检测工件缺失等对精度要求极高(精度≤0.01mm)的扫描建模、三维数据采集分析时,就需要用工业级3D扫描仪,如汽车、航空航天、工业精密零件制造等领域。
专业级3D扫描仪在精度上(精度≤0.1mm)略低于工业级,不过已经可以满足文博、医疗、电商、家居等领域的3D扫描建模和数据采集。
扫描幅面:关系扫描物体尺寸
3D扫描仪的幅面是指其扫描物体的最大尺寸范围,通常而言,不同3D扫描仪有不同的适用扫描物体,此时我们就需要关注幅面这一参数,幅面越大,理论上该扫描仪能扫描的物体尺寸就越大。
#3 三维扫描仪,如何根据使用场景选择?
01 文物保护及考古
文物作为无法再生的珍贵资源,在时间的长河中不可避免地受到自然和人为因素的影响和破坏。利用三维扫描技术,我们能够精确、全面并多元地获取并记录文物的信息,借助于其非接触性、高精度和高效率的特性,对于文物的研究与应用,甚至未来的追溯和修复,均有着重要意义。
▍Whale
Whale是积木易搭推出的一款专业级全能3D扫描仪,拥有宽幅+标准两个扫描模组。宽幅模组视场大,可快速扫描体积较大的物体;标准模组精度高达0.05mm,可捕捉到小型的物体细节。此外,Whale采用了先进的NIR光学投影装置,可在室外强光下轻松工作。
▍MP80 Pro
采用非接触式相移结构光三维扫描和自动纹理贴图技术,并且自带转盘和灯箱,通过自动拼接、纹理匹配、匀光匀色等核心自研算法,一键式快速获取物体表面3D数据和纹理贴图,5分钟完成扫描并生成文物的高保真彩色3D数据。
02 电商、3D打印
对于电商和3D打印领域来说,需要多角度采集产品的外观和内部结构,为产品的数字化开发提供条件。比如在电商页面通过交互性和趣味性的方式来展示,让消费者对产品有更全面地了解。
▍Seal
Seal是积木易搭推出的高精度、便携式、小幅面的消费级手持3D扫描仪,采用蓝光编码结构光技术,凭借较短的波长(400-500nm),可以投射精确的结构光,捕捉物体最微小的凹痕、纹理和轮廓,10-300mm小微物体1∶1还原;24位彩色纹理相机,为模型添加生动的色彩、对比度和复杂的纹理细节。
▍Magic Swift Plus
积木易搭推出的一款消费级手持3D扫描仪,拥有测量级精度及强大的全自动模型处理方法,扫描过程无需预热、贴点、校准、固定安装等程序,即插即用,5分钟即可完成扫描,并一键获取3D可视化扫描结果。
03 工业检测、逆向工程
三维扫描仪在工业上常常被运用到增材制造、精确测量、逆向工程、质量控制和维护等方面。借助三维扫描技术,厂家可以更为高效、精准地完善生产流程,提升良品率。
▍Magicscan SC-J6M
MagicScan SC-J6M采用先进的非接触式蓝光光栅扫描技术,避免对物体表面的损伤,抗干扰性强,重复性精度稳定,细节还原度高,具备多种拼接技术,可任意调节扫描范围,广泛应用于逆向工程设计、快速成型制造、零件质量检测、曲面抄数等领域。
04 元宇宙场景、时尚及医疗应用
三维扫描仪可以帮助用户快速创建数字资产或虚拟角色,增强虚拟世界的真实感,此外,3D扫描技术也可以应用于矫形修复、医用器械定制及口腔等领域的诊断和手术评估,现已成为个性化医疗方案的核心设备。
▍Mole
Mole是一款便携式、高精度、标准幅面的消费级手持3D扫描仪,荣获2023德国红点设计奖。Mole精度高达0.05mm;分辨率高达0.1mm,对于模型细节高逼真还原。同时,Mole采用近红外光源,为人眼不可见光源,充分满足涉及人体扫描的工作场景。