一篇文章帶你輕鬆看懂「3D掃描」!
3D 掃描是什麼?
3D掃描是一種測量技術,獲取物體的表面形狀數據來生成數位3D模型,這些模型可以用於開發、設計、分析或重建等用途,此項技術目前被廣泛運用於汽車製造、零件檢測、牙科醫療等行業。常見的量測技術類型
依照檢測方式的不同,可分為接觸式量測及非接觸式量測-
接觸式測量
透過探測感應頭直接接觸物件表面,獲取特徵與座標資料,再經軟體運算後,得到尺寸數據。因與物件直接接觸,測量精度高,不受光線影響,但不適合軟性物件會導致變形,測量範圍受限於量床,設備技術門檻較高,不易於大型物件的測量。 -
非接觸式測量
利用光學感測元件與影像處理系統,可以在不接觸物體的情況下進行測量,以下介紹幾種主要的非接觸式測量技術-
時差測距
通過測量光源或聲波從發射到返回的時間,計算目標物體的距離,並利用數學公式計算不同深度位置的反射時間以確定距離差異。 -
三角測距
投射光源於物體表面,形成反射點,由感測器從不同的角度捕捉到反射點的位置,以光源與感測器距離及偏移角度,使用三角函數計算出物體到測距儀的距離。 -
攝影測量法
利用相機拍攝目標物體的不同視角獲取數據,透過專門軟體分析相片間的重疊區域,建構物體的三維模型。目前手機下載3D掃描APP,就能進行簡易的攝影測量 -
結構光
光源具備特殊圖案光源(如條紋、點陣)投射到物體表面,記錄光線在物體表面的變形,通過分析光線變形,計算物體的三維形狀,搭配彩色相機可以進行全彩的掃描 -
紅外線
是一種不可見光,雖然速度較慢且比可見光精度低,但因對肉眼無害,適用於人體掃描 -
雷射光
因光功率強,掃描可達到較高的掃描精度,適合複雜物件的測量,且雷射光源優秀的抗干擾能力,對環境光的敏感度較低,能在多種光照環境下運作
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優點
比起游標卡尺、三次元等傳統測量方式,3D掃描技術具備快速、攜帶方便的優勢,即使是軟性及大尺寸物件也能使用,非接觸式的檢測方式不會對物件造成損壞,複雜曲面及掃描死角皆能克服,輕鬆獲取高效率的3D模型。
使用限制
由於3D掃描原理是依靠光學鏡頭照射,會較容易受到環境光的影響。若是遇到會影響光照的表面,像是透明件或吸光的黑色表面,掃描器就會難以判定及擷取資料,建議遇到這類物件時,先為物件噴塗上掃描噴粉,使其表面形成消光噴霧層,改變物體的表面塗層屬性,就可以順利進行掃描作業囉!