三維掃描入門級指南，新手必看！

剛入手三維掃描儀

如何才能高效獲取精準的三維數據

今日云課堂

搞懂這7個問題

就算是新手小白

也能玩轉三維掃描

本次云課堂會分步拆解捷克布爾諾科技博物館館藏飛機的掃描過程，帶大家了解三維掃描工作的前期準備、掃描過程中的注意事項及后期數據處理。

 

 

需要修復的飛機為世界上量產的超音速飛機，身長10米，重達7.5噸。由于長期靜置停放，該飛機左翼出現了腐蝕情況。

 

對飛機左翼進行三維掃描，可為后續的修復工作提供數據基礎。

 

一、戶外掃描應選擇哪種設備？

 

好馬配好鞍，選擇一款合適的設備至關重要。環境光會影響三維掃描的精度和掃描效率。在戶外掃描時，傳統掃描儀由于光源等技術受限，受環境光的干擾較大，其掃描結果會大打折扣。

 

 

而藍光波長較短，抗干擾性強，戶外掃描可以選擇藍光三維掃描儀。

 

 

此次掃描中選用的KSCAN-Magic三維掃描儀，是款紅外+藍色激光計量級復合式三維掃描儀。

 

精度可達0.020 mm，標配五種工作模式：大面幅掃描、高速掃描、精細掃描、深孔掃描，內置全局攝影測量系統，可適應不同的掃描需求，捕捉復雜表面的數據。

此外，依托強大的掃描算法，KSCAN-Magic能快速捕捉大面幅數據，使戶外掃描任務更為高效便捷。

 

二、 掃描前需要做哪些準備？

 

為了確保掃描儀的掃描結果精準可靠，在設備經歷長途運輸后，需要用標定板對掃描儀進行快速標定。

 

 

為了達到較好的掃描效果，還需要根據現場環境和被測物特性，提前調整掃描儀的參數設置。

 

三、標記點要怎么貼？

 

標記點也稱為參考點，三維掃描儀通過標記點來捕捉物體表面的坐標信息。因此，在掃描前，需要在物體表面放置標記點。為了減少識別誤差，建議隨機放置標記點，標記點的分布不需要太規整。

 

 

可根據設備掃描面幅來預估標記點粘貼距離，理論粘貼距離為3-20cm，可根據實際情況微調。KSCAN-Magic的掃描面幅達1440 x 860mm，采用藍光快速模式標記點間距在250mm-350mm.

 

此外，貼點時還需注意以下幾點：

 

1.切勿將標記點貼在圓弧等會使標記點發生形變的位置；

 

2.切勿將標記點貼在直角、邊緣位置；

 

3.切勿按壓、擦拭、折疊標記點；

 

在飛機掃描修復案例中，主要以 250mm-350mm 左右的間隔放置標記點。在不易識別的區域（如機翼邊緣），可增加標記點來保證拼接數據的完整性，拼接過渡處的標記點應該不少于4個。

 

 

四、 什么是掃描距離？

 

掃描儀與物體之間存在的掃描距離，若掃描時，操作不當可能會導致點云丟失、掃描結果不佳等情況。

 

為了清晰地捕獲高質量的掃描數據，需要讓掃描儀處于合適的工作距離內。掃描特定區域時，應從多個角度進行掃描，減少隨機誤差。

 

 

五、為什么要設置分辨率？

 

在給定的掃描距離下，點與點之間的距離即為分辨率。分辨率越高，掃描點云就越密集。如果對三維模型的細節要求高，則需要設置高分辨率。

 

 

本案例的分辨率為1.5 mm, 在不丟失細節的情況下，盡可能提高了掃描效率。此外，建議在掃描中調整掃描位置和角度，從而對物體進行的掃描。

 

六、后期數據如何處理？

 

掃描結束后，需對掃描數據進行處理，刪除一些無用的多余數據。KSCAN-Magic配備了掃描軟件ScanViewer，在軟件中，簡單幾步，即可編輯掃描數據，刪除多余數據。

 

 

掃描數據可以網格化成三維模型，并以STL, PLY網格格式導出，或以ASC、IGS 和TXT點云格式導出。

 

七、何時需要用到攝影測量？

 

當掃描大型物體時，由于拼接次數過多，累計誤差會越來越大。

 

此時，若使用攝影測量系統，可通過大面幅多角度定位技術，減少累計誤差，提高掃描精度。

 

攝影測量利用不同角度拍攝的照片來獲取物體三維坐標。當被掃物體的尺寸超過1米時，通過攝影測量，可提高標記點在空間的位置精度，提高后期掃描的數據精度。

 

KSCAN-Magic內置攝影測量系統，在掃描大型物體時有出色的表現。

 

 

弄懂以上問題，是使用三維掃描儀高效獲取精準的三維數據的步。想要熟練掌握三維掃描的技巧仍需要不斷學習和反復實戰練習。

 

讓我們期待下一期云課堂，為大家帶來更多關于三維掃描的干貨內容~