3D掃描器的視野對掃描質素有什麼影響?

3D掃描器的視野對掃描質量有什麼影響? 1

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透過3D掃描可以分析現實世界中的物件,從而收集該物件的所有3D數據並以數碼方式重建其形狀和外觀的過程。由於此過程,該物件可以成為3D模型,可以幫助用家作為要開發的3D項目的基礎,對於重構、分析或模擬也很有用。今次會介紹3D掃描中什麼是視野Field of View。

現時有很3D掃描技術可以獲取現實世界中的物件的3D模型數據,主要可以分為兩大類:一種是接觸式;另外一種是非接觸式,例如結構光3D掃描技術,激光掃描技術等。

為何使用3D掃描?

在說什麼是3D掃描器的視野Field of View之前,先了解一下為何使用3D掃描。如果用家想獲取實質物件的3D數據,那麼利用3D掃描獲取3D數據能更快、更輕鬆來創建3D打印模型。一旦有了這些3D模型數據後,用家就可以對3D模型數據進行修改,可以為之後一些項目等建立良好基礎,例如產品開發逆向工程等。

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那麼3D掃描可以應用在什麼地方?除了一般產品逆向工程或、文物修復或數據儲存外,醫學界充分利用這種3D掃描技術!通過3D掃描創建,有助用於測量患者義肢的產品。3D掃描在牙科領域已經非常普遍,例如觀察、模擬選擇,甚至創建一些牙科設備,例如牙套、植入物和假牙。3D掃描配合3D打印可以避免模具的所有缺點,以及有助創建這些模具的整個過程。

3D掃描有很多好處和潛力,例如協助恢復法國巴黎聖母院在2019年4月15日燒毀的部分。

什麼是視野 Field of View (Scanning area or Scan range)

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以上的圖說明了3D掃描器的視野。焦點的中心深度(Center depth of focus)是放置掃描物件的位置,以便獲得最佳結果、最佳焦點和準確性。Z-Near是掃描體積的起點,而Z-Far是掃描器可以掃描的最遠距離。

3D掃描器與相機具有一些共同特徵。像大多數相機一樣,它們具有圓錐形的視野,並只能收集有關未被遮擋的表面的信息。相機收集有關其視野內表面的顏色信息時,而3D掃描器收集有關其視場內表面的距離信息。3D掃描器產生的“圖片”描述了圖片中每個點到表面的距離,而每個點都記載了三維位置。

在大多數情況下,單次掃描不會產生完整的物件的3D模型數據。通常需要從許多不同方向多次掃描,甚至數百次,以獲取有關對象各個角度的數據。這些3D掃描必須帶入一個通用的參考系統中,該過程通常稱為對齊或Registration,然後合併以創建完整的3D模型。

3D掃描器具有指定的視野大小(也稱為掃描體積Scanning volume)。為了獲得最佳的掃描結果,你應該使用,掃描體積尺寸最適合要3D掃描的物件尺寸的3D掃描器。

使用小視野的3D掃描器來掃描大型物體時的問題

當使用為掃描小物件而設的3D掃描器來掃描大物件時,與具有較大視野的3D掃描器進行3D掃描相比,你將需要掃描更多次才能獲取到整個3D模型。這可能會變得非常費力和費時,你需要整理單個掃描,以及將所有單個掃描合併為完整的3D模型。

選擇正確的視野(Field of View/ FOV)時,是要在要掃描的對象具有足夠的細節和準確性之間找到適當的平衡,同時考慮合適當的覆蓋範圍,否則你就要為掃描對象進行多次掃描。

因此在掃描大型物體的情況下,手提式3D 掃描器會表現較佳,如Shining3D Einscan PRO HDEinscan PRO 2XEinscan PRO 2X+ ,可參考掃描範圍的數值。

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使用具有大視野的3D掃描器來掃描小型物體時的的問題

如果你要掃描具有雜細節和、紋理和體積較細的物體時,使用具有大視野的3D掃描器將失去很多精細的幾何細節,並且掃描精度也不是最好的。因此,你要了解該物件掃描目的,去選擇擁有合適的視野的3D掃描器。

因此在掃描小型物體的情況下,固定式的3D 掃描器會表現較佳,如Shining3D Einscan SEEinscan SP,或使用手提式3D 掃描器的固定掃描模式(Fixed scan)亦做到精細的掃描,可參考掃描範圍的數值。

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除了視野(Field of View/ FOV)之後外,其實3D掃描器還有其他規格是可以注意的,例如3D掃描的Point distance和Accuracy等等,以及掃描時作用的方式。

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