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3d扫描知识科普 | 高精度、真彩色三维数据获取方案，快来Pick一下吧！

思看科技 2023-01-16

这篇文章将和大家探讨，如何根据不同需求选择最合适的彩色三维数据获取方案。

随着5G、元宇宙、VR、AR、3D打印等前沿科技迎来爆发式增长，高清彩色三维建模作为连接现实世界和虚拟世界的重要环节，正受到越来越多用户的青睐。这篇文章将和大家探讨，如何根据不同需求选择最合适的彩色三维数据获取方案。

基于不同应用场景，我们将高清彩色三维数据获取需求大致分为三类，用户可以根据实际情况，选择相应的彩色三维获取方案。

1、高精度、真彩色三维模型获取

高精度、真彩色三维模型要求精准还原实物尺寸、纹路细节、纹理图案等，以便后续用于实物的三维数据存档、测量分析、损伤修复等。

高精度、真彩色三维模型主要应用于文物/藏品三维数字化、现场重要样品分析检测（比如工件损伤记录、法医物证数字化管理、刑侦现场勘察记录）、科研教学标本3D数据库创建（如中药药材标本库、古生物标本数据库等）。

高精度、真彩色三维模型对三维数据、贴图信息获取的要求极高，目前市面上最通用、最成熟的方案是：激光3D扫描仪+单反拍照+后期贴图映射（推荐软件：小熊猫智能贴图助手），该彩色三维数据获取方案优势显著：

1. 完整细节还原度

相较于传统的照片建模（主流软件如Reality Capture、ContextCapture（Smart 3D）、Metashape（Photoscan）等）和正向建模（主流软件如3ds Max、Maya等），激光3D扫描技术可以1:1精准还原实物的尺寸和纹路细节。

比如思看科技KSCAN系列复合式三维激光扫描仪精度高达0.020 mm，最高分辨率为0.010 mm，能精准获取复杂物体表面细节及完整三维数据，可以广泛应用于三维数字化存档、三维数据测量分析、3D打印、文物保护与修复、文物预防性保护监测等领域。

2. 超强场景适应性

在获取物体3D白模（单色模型）上，激光3D扫描仪有着不可比拟的优势。比如思看科技SIMSCAN、KSCAN系列激光三维扫描仪，无需接触、无需喷粉即可完成超高精度三维数据采集工作。

KSCAN标配交叉线蓝色激光高速扫描、蓝色平行激光精细扫描、红外激光大面幅扫描、单线激光深孔扫描等多种扫描模式，内置摄影测量系统，能轻松应对不同尺寸（小到硬币大小，大到十几米古建筑局部重建）、材质（深色、反光、黑色等）、纹理（纯色或重复纹理等）的实物扫描需求。

3. 超高纹理清晰度

市面上现有的彩色3D扫描仪大都存在一定的局限性：

① 彩色表现力弱；多数手持式彩色3D扫描仪配备工业相机，工业相机的影像传感器、镜头等器件导致了其彩色表现力都远不及单反相机。

② 像素较低；手持式彩色三维扫描仪的彩色相机像素大多数是130-300万，固定拍照式三维扫描仪的彩色相机最高像素一般是1200/2400万，都远远不及高像素单反相机（4000万起）。

③ 基准距不可调节；彩色三维扫描仪通常配备定焦相机，大多数无法根据物体尺寸调整扫描仪的最佳对焦距离，大大降低了不同尺寸物品的适应性。

如何兼顾纹理采集的清晰度和不同尺寸物品的场景适应性？思看科技提供了更加高清的纹理信息获取方案：单反相机（像素建议4000万起）配备校色卡，在匀光柔光环境下进行多角度拍摄（具体参见小熊猫智能贴图拍摄指南）。

此外，对于物体尺寸小于30cm且纹理清晰度要求较高的情况下，则需要配备微距镜头，以满足细微纹理的获取需求。

4. 智能贴图，高效易用

激光3D扫描仪获取物体高精度三维模型，再结合单反拍摄高清晰度彩色照片，最后将两组数据同步导入3D贴图软件，通过智能贴图映射即可生成高精度、真彩色三维模型。

以思看科技小熊猫智能贴图助手为例，制作一个常规物品的彩色三维模型，最快只需30分钟即可完成贴图映射。三维扫描模型贴图映射过程大多数都是智能化处理，高效便捷，操作门槛极低，大大降低了模型制作成本。

2、电商三维展示

近年来，随着电商平台对三维展示的需求越来越旺盛，电商平台纷纷探索更高效、低成本的彩色三维模型制作方案。市面上主导的商品级三维模型多以正向建模为主，通过流水线分工制作、建立大量素材库，以降低建模成本，比如户外出行工具、家具、电器、厨卫、平价的工艺品、珠宝等的三维建模。

不同于高精度、真彩色的三维建模需求，商品级三维展示对模型的细节还原度、精度以及三维数据的完整性要求较低，不再追求精准还原物品每一处纹理细节，其纹理细节也不需要1:1保真还原，而是要求物品呈现尽可能地美观、好看。因此，商品级三维模型制作采用正向建模不失为一种更为高效且成本低廉的方案。

当然，在建模量大或者物品较为复杂的情况下（如曲面偏多、结构偏复杂），采用激光3D扫描仪可以快速完成物品表面三维数据的获取，3D建模师可以在这个数据基础上进行更高效、更精准的模型三维重建工作（用三维扫描模型代替二维照片进行参考建模）。

3、工业虚拟仿真

工业虚拟仿真系统应用于指导生产（如构建防碰撞监测系统）、装配、生产教学时，要对现场环境进行1:1重建，这时采用激光3D扫描仪，可以最大程度保证实验对象的全局框架精度和关键部位的精准模型获取。

以汽车维护与修理立体VR教学为例，当对汽车进行内外零件拆解后，面对众多复杂曲面、部件结构，借助激光3D扫描仪可以快速获取汽车整体框架和关键零部件的三维数据，建模团队基于这些三维数据进行模型重建，从而保证每个零部件的尺寸精度和位置得到精准还原，大大缩减了合并数据后期需要调整的工作量，至少提高了一倍的正向建模效率。