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文檔簡(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:使用可見光視頻達(dá)成重建的方法,又稱做基于機(jī)器視覺(vision-based)的方式,是今日機(jī)器視覺研究主流之一。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,借由能量的反射來計(jì)算三維空間信息。常見的投射能量有一般的可見光、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)境的可見光為主。但相對(duì)于可見光的其他輻射線,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:立體視覺法(Stereoscopic)、色度成形法(
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