Geomagic Design X 3D逆向工程軟件 – 教育版

近年來，3D掃描技術的普及化突然加速。3D掃描能用於工業原型製作，歷史文物保存，電影製作和電視遊戲開發等等。 3D掃描技術其實分了很多種：

1、結構光3D掃描技術

結構光 3D 掃描器會把有條紋的光線圖像重複投射到物件上，透過那些條紋的光線圖像結構光3D 掃描器便能分辨出物件的表面形狀及深度等，從而計算出被3D掃描物件的3D立體數據。由於有條紋的光線圖像是持續投射，所以獲取到的3D立體掃描圖像十分準確及細緻。結構光技術的掃描器有很多種，例如EinScan Pro HD，Transcan C ，EinScan SP V2等，每種都有不同用途。結構光3D掃描的好處是能同時獲取物件的彩色數據，而激光3D掃描不能同時獲取彩色數據。另外，結構光3D掃描獲取的3D模型質素比紅外線3D掃描高很多。

2、紅外線3D掃描技術原理

透過投射紅外線到被 3D 掃描的物件上從而偵測出物件的立體表面，然後得出3D Scan數據。紅外線其中一個好處是能夠掃描到頭髮，想掃描人像是很大的幫助，例如Shining 3D EinScan H2、Shining 3D Einstar 就配有紅外線掃描技術。

3、攝影測量(Photogrammetry)

利用一部或多相機，透過從不同的角度拍攝物件並利用3D軟件的輔助來獲取整個物件的3D掃描模型。攝影測量能獲取到非常高質量的3D掃描模型數據，但一般起碼要拍攝50張的照片才能獲取到較好的品質效果，而且拍攝也需要特定技巧。

4、激光3D掃描技術

一種非接觸式，非破壞性技術，可使用激光線捕獲物理對象的形狀。 3D激光掃描器從物體表面獲得數據的“點雲”。換句話說，3D激光掃描是一種將物理對象的確切大小和形狀捕獲為電腦3D數據。激光技術掃描好好處是能掃描一些表面形狀簡單而反光的模型，例如Shining 3D Einscan HX ，Freescan Combo或 Freescan UE Pro 等就配有激光掃描模式。

5.表面輪廓測定機3D掃描技術(CMM)

用於測量零件。而CMM也是有別於一般的3D掃描技術原理。CMM 3D掃描機有一條類似探針的部件來測量物件表面輪廓據。探針末端部具有一個小球，透過CMM的編程，當探針末端的小球接觸到物件表面時，便能得對物件每一點的XYZ軸測量值。

市面上有各式各樣的3D掃描器，選擇適合的3D掃描器需要考慮很多因素，包括要掃描物件尺寸，需要的精確度及分辨率，彩色掃描或黑白掃描等等。彩色掃描的話需要有一部能夠捕獲擦彩色數據的3D掃描器才能獲取到彩色數據。總的來說，選擇3D掃描器要主要以下幾點：

1.根據掃描對象的尺寸

想獲取到物件的外觀作文藝創作，逆向工程或醫療工具製作等，就需要考慮到掃描對象的尺寸來選擇3D掃描器了。物件的大小就會影響到你需要買桌台式或手提式的3D掃描器。

2. 3D掃描器的點距和精確度點距和精確度

3D掃描分辨率又稱為可掃描的點距，點距越小，獲取的模型仔細程度就越好。精確度則是獲取3D模型數據與實質的真實物件的大小相差多少。精確度越高，就越接近真實物件的大小。

3.是否需要掃描彩色數據(彩色和非彩色3D掃描檔案有什麼區別)

如果你掃描的目的是想獲取物件的的3D彩色模型的話（例如想將3D彩色模型放在網絡上供人瀏覽），那麼你就需要用可掃描彩色的3D掃描器(彩色3D掃描器的好處)。並至於哪類型彩色掃描器，一般就有掃描小到中型物件的彩色3D掃描器，專門掃描彩色人像的3D掃描器，及適合掃描大型物件的掃描器。要注意的是，假如你掃描深黑色，透明，或反射表面的物件，就需要噴一些白色塗層在物件表面才能成功獲取到物件的3D數據，不過顏色數據就不能獲取到，需要後期電腦處理才能。

3D掃描器能否掃描彩色數據要基於3D掃描器有沒有配置專門負責收集彩色數據（又稱紋理數據）的部件。這個部件一般分為內置式和外置式。所以在選擇設備時可以看是否支持紋理掃描判斷設備是否具有備彩色掃描功效。

3D掃描器的彩色功能一般在連接軟件後可以選擇開啟，具體需要根據機型搭配的軟件操作。這裡例舉幾款常見支持彩色3D掃描器：

1.專門掃描細到中尺寸的高質素全彩色3D模型

如果想掃描細到中尺的物件，同時有想獲取到高像素的彩色3D掃描模型，Shining3D Einstar，Shining3D TranScan C 都十分適合。

2.專門掃描人的掃描器

Shining 3D EinScan H2 配有紅外線和白光的掃描模型的掃描器，能就著掃描人的專項目的來選擇哪種制式進行掃描。

3.多功能彩色掃描器

有些手提式3D掃描器能變成座台式，因此能同時掃描細尺寸到大尺寸的物件例如Shining 3D Einscan Pro HD 及EinScan Pro 2X 2020。

3D掃描出來的模型有多仔細，一般需要參考3D掃描設備配置的精確度及分辨率的參數。

1、精確度

精確度是指測量值與其真實值的接近程度。在 3D 掃描中，精確度一般是指單次掃描精確度，但也有體積精確度。

2、分辨率

（分辨率又稱點距），其一般定義是圖像可以顯示的清晰度。 3D 掃描器在指定分辨率時通常指的是網格分辨率，即點雲（3D 網格）內的點與點之間的距離。

3D掃描後一般能輸出以下OBJ，STL，ASC ，PLY，P3，3MF格式。要知道3D掃描器能否導出能直接打印的模型，主要留意以下事項：

1.能否導出OBJ或STL格式

一般3D打印機使用的是OBJ和STL格式，所以3D掃描器能導出其中一個格式即可，3D掃描後只要你對obj/stl模型採取封閉式處理（watertight）的話，就可以直接打印。

2.對STL或OBJ模型修改編輯後打印

有時候你想對3D掃描器獲取出來的STL或OBJ模型進行修改，例如修改模型作進一步創作或優化模型等，然後再進行3D打印也是可以的，這裡推薦幾款常用的修改STL模型軟件。

3.利用STL或OBJ模型進行逆向工程後才打印

有些用家可能需要先對STL或OBJ模型進行逆向工程製作CAD模型後才打印，這時候就需要一些逆向工程軟件。