3D掃瞄器

3D掃瞄器

台北時間2013年3月,美國3D印表機廠商MakerBot CEO布瑞·佩蒂斯(Bre Pettis)在SXSW互動大會上展示了3D掃瞄器的原型品。佩蒂斯表示,MakerBot正在開發一款桌面3D掃瞄器,名為Digitizer,幫助用戶更方便地將現實世界物品轉換成為可用於3D列印的數據。3D掃瞄器能對物體進行高速高密度測量,輸出三維點雲(Point Cloud)供進一步後處理用。在中國南方,三維掃描俗稱抄數。

概述

3D掃瞄器展示3D掃瞄器展示

最早出現的是接觸式測量方法,代表是三維坐標測量機,雖然精度達到微米量級(0.5mm),但是由於體積巨大、造價高以及不能測量柔軟的物體等缺點,使其套用領域受到限制

於是出現了非接觸式測量方法,主要分兩類。

一類是被動方式,就是不需要特定的光源,完全依靠物體所處的自然光條件進行掃描,常採用雙目技術,但是精度低,只能掃描出有幾何特徵的物體,不能滿足很多領域的要求。

另一類是主動方式,就是像物體投射特定的光,其中代表技術雷射線式的掃描,精度比較高,但是由於每次只能投射一條光線,所以掃描速度慢。另外,由於雷射會對生物體以及比較珍貴的物體造成傷害,所以不能套用於某些特定領域。

3D掃瞄器3D掃瞄器

新興的技術是結構光式的掃描,結構光也屬於主動方式,通過投影或者光柵投射同時多條光線,就可以採取物體的一個表面,只需要幾個面的信息就可以完成掃描,最大的特點是

掃描速度快,而且可程式實現。

還有一種是低頻脈衝波(低頻聲波)式原理,主要套用於物位測量方面。基於二維數組波束形成器傳送低頻脈衝,介可視3D物位掃瞄器接收來自筒倉、倉室或其他容室內物料的回波。設備的數位訊號處理器對接收到的信號進行取樣和分析,通過估算回波到達的時間和方向,處理器形成一個物料表面的三維圖,這個圖像通過一種專有的計算方法對信息進行處理並生成3D圖象,可以在遠端螢幕上顯示出來. 物位計可以據此準確得出物料的體積和質量,夠使工藝物位監測和庫存控制達到一個新的高度。料位計精確的物料檢測能夠提高操作效率和管理能力,高成本突髮狀況減少,加快收益回饋。

功能

布瑞·佩蒂斯布瑞·佩蒂斯

三維掃瞄器的用途是創建物體幾何表面的(point cloud),這些點可用

來插補成物體的表面形狀,越密集的點雲可以創建更精確的模型(這個過程稱)。若掃瞄器能夠取得表面顏色,則可進一步在重建的表面上貼上,亦即所謂的(texture mapping)。

三維掃瞄器可模擬為照相機,它們的視線範圍都體現圓錐狀,信息的蒐集皆限定在一定的範圍內。兩者不同之處在於相機所抓取的是顏色信息,而三維掃瞄器測量的是距離。由於測得的結果含有深度信息,因此常稱之。

由於三維掃瞄器的掃描範圍有限,因此常需要變換掃瞄器與物體的相對位置或將物體放置於電動轉盤(turnable table)上,經過多次的掃描以拼湊物體的完整模型。將多個片面模型集成的技術稱做圖像配準(image registration)或對齊(alignment),其中涉及多種三維比對(3D-matching)方法。

發展

掃描是獲取3D物品可列印設計檔案的三種方式之一。除掃描之外,用戶還可以下載其他人創建的檔案,或使用軟體從頭開始設計模型。商用的3D掃瞄器已經出現,但價格高達數千美元。此外用戶也可以自己動手,利用3D成像裝置,例如微軟Kinect中的攝像頭,自製這樣的掃瞄器。

市場

MakerBot尚未宣布Digitizer的價格。Digitizer仍是原型產品,不過根據佩蒂斯的說法:“現在,所有人都可以掃描現實物品。”這意味著Digitizer已接近面向消費者的推出,類似該公司最初的售價1800美元的Replicator3D印表機。

根據MakerBot的新聞稿,Digitizer將採用“傳統的雷射和攝像頭,將實際物品複製成數字格式和檔案”。到目前為止,尚沒有其他廠商推出具有競爭力的消費類3D掃瞄器。

MakerBot網站並未提供有關Digitizer的任何參數、價格和銷售信息。該網站僅僅提供了一個註冊表格,用戶可以在其中留下電子郵件地址,以獲得未來的最新進展。

品牌

ZCorp.

Z Corporation開發、製作和銷售著世界上列印速度最快的三維列印成型機,可以快速、輕鬆、廉價地從計算機輔助設計(CAD)和其它數字數據中製作出小型模型,公司產品還包括具有世界最高便攜性的三維掃瞄器。

型號:Z Corporation ZScanner 600 3D雷射掃描器

Z Corporation ZScanner 700PX 3D雷射掃描器

Z Corporation ZScanner 700 CX 3D雷射掃瞄器

Z Corporation ZScanner 800 3D雷射掃描器

Z Corporation ZScanner 700 3D雷射掃描器

3DCamega

3D Camega是一家以研發、生產和銷售人體三維掃描等3D CaMega光學三維掃描系統為主的高科技企業。

依託與國際水平同步的深厚技術實力,我們的創業團隊結合潛在客戶的實際需要,已成功實現了對光學照相式三維掃描系統的產業化,順利地研製出套用於工業檢測、人體數位化、醫療美容、公安刑偵等領域的系列“3D CaMega光學三維掃描系統”產品。

型號:3D CaMega 鞋楦三維掃瞄器

3D CaMega 牙模三維掃瞄器

3D CaMega MCS-100 精細三維掃描系統

3D CaMega MCS-60 精細三維掃描系統

3D CaMega MCS-30 精細三維掃描系統

3D CaMega 人體足部(腳形)3D掃描系統

3D CaMega DCS系列 臉型(頭部)三維掃描系統

Polhemus

Polhemus公司是一家私營企業,成立於2002年9月,此前一直由幾家大型航空公司經營。在公司轉製成為私有企業後,公司先後推出了一系列新產品及多款軟體。此後,公司以其尖端的電磁跟蹤技術為基礎不斷開發出創新技術,在業內有“三維第一企業”之美稱。

型號:Polhemus FastScan 雙攝像頭3D雷射掃瞄器

Polhemus RBF 3D掃描軟體

3D硬體的相關知識

電腦的發明和快速普及,伴隨網際網路的飛速延伸,數位化迅速地改變和還原了這一切。基於電腦和網際網路的三維數位化技術終於使人們對現實世界的認識和體驗重新回歸到了原始的直觀立體境界。在西方已開發國家,3D已成為產品設計、製造、管理、市場、服務、消費等的創新基礎和新的競爭高地;而掌握最前沿3D技術,也為他們把控產業鏈、獲取巨額利潤提供了依託。目前全球近80%的飛機與50%的汽車,使用法國達索系統的3D軟體設計製造;歐特克更是在3D數字娛樂等眾多領域引領全球創新走向;優派、三星、SONY、LG等已經在3D數碼產品上開闢了消費家電行業新的灘頭戰場;NVIDA、AMD等為支持3D圖形運算傾力打造的GPU正在終結intel的CPU神話時代;IT巨頭谷歌不斷加大在3D地圖、虛擬現實等3D前沿套用的研發投入;微軟正試圖利用自己在office上的優勢,成為下一代3D技術標準的制定者。

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們