三維小知識
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,近幾年三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展也日漸成熟,三維激光掃描儀的巨大優(yōu)勢就在于可以快速掃描被測物體, 不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點云數(shù)據(jù)。這樣一來可以高效地對真實世界進行三維建模和虛擬重現(xiàn)。 因此,其已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點之一,并在文物數(shù)字化保護、土木工程、工業(yè)測量、自然災(zāi)害調(diào)查、數(shù)字城市地形可視化、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

PS:不同的場景適用的三維掃描設(shè)備并不相同,每一款設(shè)備都有其最適用的場景,所以不要想著一款設(shè)備走天下。比如對于幾厘米至至幾米的的高精度工業(yè)類檢測、逆向場景,高精度的手持三維掃描儀是比較好的選擇方案;而幾百上千米的大型工廠數(shù)字化、建筑測繪等,精度要求較低,為了盡快將建筑、管道等信息全部記錄下來,方便后期二維出圖與三維建模,那么架站式地面三維激光掃描儀就很合適;而比如既要色彩高還原度、又要精細(xì)度、還要兼顧大場景的情況(比如文化遺產(chǎn)文物古建類),就需要在架設(shè)高專業(yè)度的的燈光條件下,結(jié)合大小空間不同的三維掃描設(shè)備來進行。
總之,三維掃描是一種收集信息的技術(shù)手段,目的是為了服務(wù)您意圖實現(xiàn)的結(jié)果,因此在三維掃描之前,您就需要清晰了解您的用途,比如工業(yè)零部件的檢測、逆向的設(shè)備,與高還原度要求的帶色彩紋理的設(shè)備就會有差異。
如果您覺得有些發(fā)懵,有一個比較“偷懶”的方法就是將您的需求“外包出去”,在業(yè)界內(nèi)更資深、更高級別的綜合性三維數(shù)字化方案解決商處“定制”方案,一方面,三維數(shù)字化方案解決商會根據(jù)您的實際需求來為您定制方案,幫您選擇適合哪種類型的產(chǎn)品,用哪個品牌性價比更高,以及具有場景針對性的后期軟、硬件培訓(xùn),而單一品牌的廠家,可能是從產(chǎn)品銷售方面來反推這個產(chǎn)品是否符合您的需求,有可能不是最符合您的實際情況。選擇三維數(shù)字化方案解決商的優(yōu)點另一方面在于由于其在業(yè)界內(nèi)的話語權(quán),可以獲得比單獨客戶直接從廠家購買的“建議零售價”更好的價格,畢竟廠家面對的首要客戶不是單獨零散的業(yè)務(wù)。
以下就是三維掃描技術(shù)在一些行業(yè)的具體服務(wù)方案,大家可以簡單的了解一下。
1.在大型建筑、地質(zhì)、采礦及科研領(lǐng)域的應(yīng)用方案
在城市及建筑測量領(lǐng)域,三維激光掃描儀不但可以完成建筑結(jié)構(gòu)的測繪,得到三維建筑模型,并可以實現(xiàn)建筑施工質(zhì)量監(jiān)測。
地形測繪:三維激光掃描技術(shù)來自測繪領(lǐng)域,其最基本的應(yīng)用之一就是地形圖繪制。基于掃描的精細(xì)點云可直接生成三維地形模型,并可以自動提取等高線。實現(xiàn)一次測量,同時可獲取三維及二維數(shù)據(jù)資料。與傳統(tǒng)測繪手段相比,三維激光掃描具有:效率高、細(xì)節(jié)豐富、成果形式多樣(一次測量,地物、地形同時獲得,自動得到DEM數(shù)據(jù))、智能化、兼容性強等優(yōu)點。
采礦:在采礦編制計劃前,三維激光掃描可以搜集完整的開挖前三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并可據(jù)此生成二維等高線圖或二維工程圖,為編制開采規(guī)劃提供基礎(chǔ)。在開采作業(yè)過程中,通過三維激光掃描對開采面的掃描,幫助我們快速生成三維模型,通過模型間的比對計算,可得到精確的開采量數(shù)據(jù)。三維激光掃描實現(xiàn)了快速測量、遠(yuǎn)程測量,減少了操作人員在惡劣環(huán)境中的工作時間。
變形監(jiān)測:通過三維激光掃描儀,可以實現(xiàn)大型鋼結(jié)構(gòu)件、建筑構(gòu)件,以及地貌等變形的監(jiān)測。三維激光掃描儀輔助后處理軟件可以達到模型表面毫米級的精確測繪,可充分勝任大型結(jié)構(gòu)、工程或自然地貌變形的監(jiān)測。
2.在文化遺產(chǎn)及文物保護方面的應(yīng)用方案
在文化遺產(chǎn)及文物保護、文物發(fā)掘領(lǐng)域,三維激光掃描儀提供了全新的工具和方法來幫助我們更詳盡的采集、記錄相關(guān)信息,同時大量減少數(shù)據(jù)采集時間。
在文物保護過程中,文物資料的采集往往需要更詳盡,這樣才能有利于資料的整理保留和將來的修繕、研究。同時很多帶有復(fù)雜曲面和線條的文物古跡很難用傳統(tǒng)的測量工具進行度量,甚至很難用線畫圖或等高線圖進行完善的記錄。當(dāng)采用合適的三維激光掃描儀時,我們可以得到高精度的點云信息,可以得到尺寸精準(zhǔn),色彩表達逼真的立體模型。
3.在工廠、大型結(jié)構(gòu)、裝備領(lǐng)域的應(yīng)用方案
工廠:通過三維激光掃描儀的基礎(chǔ)掃描,可以搜集機構(gòu)或作業(yè)現(xiàn)場的完整三維信息,這些重要的基礎(chǔ)信息為改建、設(shè)計、檢測提供真實、高精度的數(shù)據(jù)源。基于此真實場景的設(shè)計讓設(shè)計方案制訂更全面、準(zhǔn)確,并可以將設(shè)計模型與三維場景進行結(jié)合,以對設(shè)計進行虛擬校驗,干涉檢查,避免返工,提高效率,縮短工期,并節(jié)約成本。
大型鋼結(jié)構(gòu)、裝備:對于大型鋼結(jié)構(gòu)及裝備的生產(chǎn)和安裝,三維激光掃描儀可以在設(shè)計前期完成現(xiàn)場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集;在大部件加工完成后,進行尺寸的掃描檢查;部件在運往安裝現(xiàn)場前,可通過相關(guān)應(yīng)用軟件進行部件間的虛擬裝配,實現(xiàn)虛擬檢查,并可以直接放入安裝場景掃描模型中實現(xiàn)虛擬現(xiàn)場安裝。
船舶測量:其應(yīng)用形式集中在船形驗收、艙容計算、虛擬維修、虛擬安裝等幾個方面。在船舶受損修復(fù)、腐蝕檢測、變形監(jiān)測等方面三維激光掃描儀能發(fā)揮獨到的功能。
4. 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用方案
公路建設(shè):在公路建設(shè)領(lǐng)域,從公路初建的地形測繪到公路改擴建,三維激光掃描系統(tǒng)都能提供極大的幫助。尤其在繁忙的道路上,利用地面三維激光掃描儀進行測繪,可以不進行或少進行交通管制。測量設(shè)站更自由,測量場景全面,一次測量可以得到大量全面的相關(guān)信息。
鐵路建設(shè):三維激光掃描儀可完成全景測量,因此對于鐵路站場或某特定路段,可以一次完成線路設(shè)施、相關(guān)建筑物及周邊場景的實尺寸三維空間信息的搜集。這些完整的信息可用于后續(xù)設(shè)計及計算、評估或虛擬設(shè)計。
隧道工程:三維激光掃描儀可以代替常規(guī)的測量手段,完成基礎(chǔ)信息搜集,并可以對施工中或完工隧道進行掃描,得到高精度的點云模型。在點云模型上可以直接抽取斷面數(shù)據(jù)來對隧道工程的質(zhì)量、狀態(tài)進行評價、驗收。
橋梁改建:獲取橋梁現(xiàn)狀的掃描數(shù)據(jù),基于點云數(shù)據(jù)生成三維橋梁模型。在真三維的環(huán)境設(shè)計橋梁的改造方案。或者直接基于點云快速繪制橋梁的二維結(jié)構(gòu)圖,按照傳統(tǒng)的流程對橋梁的改造制定方案。
水利、機場及港口工程:工程調(diào)研階段,可通過三維激光掃描搜集精確、詳實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),供論證和規(guī)劃參考;在工程設(shè)計階段,精準(zhǔn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)直接讓設(shè)計人員坐在辦公室中完成現(xiàn)場測量,并可利用相關(guān)軟件直接、快速完成基于三維模型的土石方量計算;設(shè)計完成階段可利用掃描的三維模型完成設(shè)計的驗證。
5.在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用方案
三維激光掃描技術(shù),可方便、有效地獲取被測物體表面的三維坐標(biāo)并重建三維圖像,具有速度快、精度高、信息量大、無輻射、非接觸、安全、可視化等優(yōu)點,在醫(yī)學(xué)表面測繪中表現(xiàn)出突出優(yōu)勢,在口腔,整形,矯形等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀具有廣闊的前景。
6.在影視作品領(lǐng)域的應(yīng)用方案
三維掃描還可以用于影視作品的制作,譬如角色的創(chuàng)建,主要表現(xiàn)在數(shù)字替身和精細(xì)模型創(chuàng)建兩方面,都是以真人為掃描對象,以此來獲得演員的三維模型和細(xì)節(jié)特征,之后再通過逆向過程軟件進行后期的數(shù)據(jù)修補和局部細(xì)化,進而獲得具有高逼真度的三維模型。
上海滬敖信息科技有限公司是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術(shù)型企業(yè)。公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點,為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理等一系列服務(wù)。滬敖擁有手持三維掃描儀、小空間三維掃描儀、地面三維激光掃描儀、無人機實景三維系統(tǒng)、3D打印機等多種技術(shù)手段,是行業(yè)內(nèi)知名設(shè)備的簽約合作伙伴。從幾厘米到幾十米的對象、或從幾米到上千米的三維空間,滬敖均可提供涵蓋軟硬件產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)的完整解決方案。