數(shù)字孿生 數(shù)字化三維掃描助力實(shí)景建模

一、三維模型

三維模型常用三維建模工具這種專門的軟件生成，但是也可以用其它方法生成。作為點(diǎn)和其它信息集合的數(shù)據(jù)，三維模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。

現(xiàn)在，三維模型已經(jīng)用于各種不同的領(lǐng)域：醫(yī)療、電影、視頻游戲產(chǎn)業(yè)、科學(xué)領(lǐng)域、建筑業(yè)、工程界等；最近幾十年，地球科學(xué)領(lǐng)域也開始構(gòu)建三維地質(zhì)模型。

二、三維掃描

三維掃描是將光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)及色彩進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)。

三維掃描的重要意義在于能夠?qū)?shí)物的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào)，為實(shí)物數(shù)字化提供了相當(dāng)方便快捷的手段。三維掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且具有速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。而且其測(cè)量結(jié)果能直接與多種軟件接口，這使它在CAD、CAM、CIMS等技術(shù)應(yīng)用日益普及的今天很受歡迎。

▲部分無人機(jī)雷達(dá);三維激光掃描儀;3D打印機(jī)設(shè)備

在建筑機(jī)械制造業(yè)中，三維掃描儀作為一種快速的立體測(cè)量設(shè)備，因其測(cè)量速度快、精度高、非接觸、使用方便等優(yōu)點(diǎn)而得到越來越多的應(yīng)用。

用三維掃描儀對(duì)手板，樣品、模型進(jìn)行掃描，可以得到其立體尺寸數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能直接與CAD/CAM軟件接口，在CAD系統(tǒng)中可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、修補(bǔ)、再送到加工中心或快速成型設(shè)備上制造，可以縮短產(chǎn)品制造周期。

三、三維掃描技術(shù)助力三維實(shí)景建模

傳統(tǒng)的三維實(shí)景建模是一個(gè)由二維(照片、CAD、效果圖等)轉(zhuǎn)三維（三維模型）的過程。這個(gè)轉(zhuǎn)換的過程往往需要建模師有較強(qiáng)空間感，而且過程中非常容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和比例等方面的錯(cuò)誤。

CAD圖

點(diǎn)云三維模型

3D實(shí)景模型

而有了三維掃描技術(shù)后就直接變成了三維（點(diǎn)云數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)三維（三維模型）的過程。

三維掃描技術(shù)直接能構(gòu)建出三維點(diǎn)云模型，沿著點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊緣用三維軟件給模型描個(gè)邊。制作完成的模型與點(diǎn)云數(shù)據(jù)能直接比較，簡(jiǎn)單、直觀，且很快看到存在的錯(cuò)誤。

傳統(tǒng)的實(shí)景建模在模型外觀采集基本上依賴現(xiàn)場(chǎng)拍照、錄像等手段。在采集的過程中需要時(shí)刻注意不要出現(xiàn)漏拍、少拍。而三維掃描只需要開動(dòng)儀器在采集物周圍轉(zhuǎn)一圈即可。

綜上所述三維掃描技術(shù)給數(shù)據(jù)采集、制作速度、模型精度、數(shù)據(jù)質(zhì)檢等多方面都帶來了很大的提升，降低了技術(shù)難度。實(shí)現(xiàn)了實(shí)景建模技術(shù)革新。

審核編輯 黃宇