三維小知識(shí)
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(shì)就在于可以快速掃描被測(cè)物體, 不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)可以高效地對(duì)真實(shí)世界進(jìn)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(diǎn)之一,并在文物數(shù)字化保護(hù)、土木工程、工業(yè)測(cè)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(chǎng)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(chǎng)景,所以不要想著一款設(shè)備走天下。比如對(duì)于幾厘米至至幾米的的高精度工業(yè)類(lèi)檢測(cè)、逆向場(chǎng)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(cè)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(lái),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(chǎng)景的情況(比如文化遺產(chǎn)文物古建類(lèi)),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(lái)進(jìn)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(shí)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(cè)、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(huì)有差異。
如果您覺(jué)得有些發(fā)懵,有一個(gè)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(jí)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(huì)根據(jù)您的實(shí)際需求來(lái)為您定制方案,幫您選擇適合哪種類(lèi)型的產(chǎn)品,用哪個(gè)品牌性價(jià)比更高,以及具有場(chǎng)景針對(duì)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(xiāo)售方面來(lái)反推這個(gè)產(chǎn)品是否符合您的需求,有可能不是最符合您的實(shí)際情況。選擇三維數(shù)字化方案解決商的優(yōu)點(diǎn)另一方面在于由于其在業(yè)界內(nèi)的話語(yǔ)權(quán),可以獲得比單獨(dú)客戶直接從廠家購(gòu)買(mǎi)的“建議零售價(jià)”更好的價(jià)格,畢竟廠家面對(duì)的首要客戶不是單獨(dú)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(jiǎn)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(cè)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(cè)繪,得到三維建筑模型,并可以實(shí)現(xiàn)建筑施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
地形測(cè)繪:三維激光掃描技術(shù)來(lái)自測(cè)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(diǎn)云可直接生成三維地形模型,并可以自動(dòng)提取等高線。實(shí)現(xiàn)一次測(cè)量,同時(shí)可獲取三維及二維數(shù)據(jù)資料。與傳統(tǒng)測(cè)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(cè)量,地物、地形同時(shí)獲得,自動(dòng)得到DEM數(shù)據(jù))、智能化、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
采礦:在采礦編制計(jì)劃前,三維激光掃描可以搜集完整的開(kāi)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(kāi)采規(guī)劃提供基礎(chǔ)。在開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中,通過(guò)三維激光掃描對(duì)開(kāi)采面的掃描,幫助我們快速生成三維模型,通過(guò)模型間的比對(duì)計(jì)算,可得到精確的開(kāi)采量數(shù)據(jù)。三維激光掃描實(shí)現(xiàn)了快速測(cè)量、遠(yuǎn)程測(cè)量,減少了操作人員在惡劣環(huán)境中的工作時(shí)間。
變形監(jiān)測(cè):通過(guò)三維激光掃描儀,可以實(shí)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(cè)。三維激光掃描儀輔助后處理軟件可以達(dá)到模型表面毫米級(jí)的精確測(cè)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(cè)。
2.在文化遺產(chǎn)及文物保護(hù)方面的應(yīng)用方案
在文化遺產(chǎn)及文物保護(hù)、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(lái)幫助我們更詳盡的采集、記錄相關(guān)信息,同時(shí)大量減少數(shù)據(jù)采集時(shí)間。
在文物保護(hù)過(guò)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(lái)的修繕、研究。同時(shí)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(cè)量工具進(jìn)行度量,甚至很難用線畫(huà)圖或等高線圖進(jìn)行完善的記錄。當(dāng)采用合適的三維激光掃描儀時(shí),我們可以得到高精度的點(diǎn)云信息,可以得到尺寸精準(zhǔn),色彩表達(dá)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(guò)三維激光掃描儀的基礎(chǔ)掃描,可以搜集機(jī)構(gòu)或作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的完整三維信息,這些重要的基礎(chǔ)信息為改建、設(shè)計(jì)、檢測(cè)提供真實(shí)、高精度的數(shù)據(jù)源。基于此真實(shí)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)讓設(shè)計(jì)方案制訂更全面、準(zhǔn)確,并可以將設(shè)計(jì)模型與三維場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)合,以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬校驗(yàn),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(duì)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(jì)前期完成現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集;在大部件加工完成后,進(jìn)行尺寸的掃描檢查;部件在運(yùn)往安裝現(xiàn)場(chǎng)前,可通過(guò)相關(guān)應(yīng)用軟件進(jìn)行部件間的虛擬裝配,實(shí)現(xiàn)虛擬檢查,并可以直接放入安裝場(chǎng)景掃描模型中實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)場(chǎng)安裝。
船舶測(cè)量:其應(yīng)用形式集中在船形驗(yàn)收、艙容計(jì)算、虛擬維修、虛擬安裝等幾個(gè)方面。在船舶受損修復(fù)、腐蝕檢測(cè)、變形監(jiān)測(cè)等方面三維激光掃描儀能發(fā)揮獨(dú)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(cè)繪到公路改擴(kuò)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(jìn)行測(cè)繪,可以不進(jìn)行或少進(jìn)行交通管制。測(cè)量設(shè)站更自由,測(cè)量場(chǎng)景全面,一次測(cè)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(cè)量,因此對(duì)于鐵路站場(chǎng)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(chǎng)景的實(shí)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(jì)及計(jì)算、評(píng)估或虛擬設(shè)計(jì)。
隧道工程:三維激光掃描儀可以代替常規(guī)的測(cè)量手段,完成基礎(chǔ)信息搜集,并可以對(duì)施工中或完工隧道進(jìn)行掃描,得到高精度的點(diǎn)云模型。在點(diǎn)云模型上可以直接抽取斷面數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)隧道工程的質(zhì)量、狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)、驗(yàn)收。
橋梁改建:獲取橋梁現(xiàn)狀的掃描數(shù)據(jù),基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成三維橋梁模型。在真三維的環(huán)境設(shè)計(jì)橋梁的改造方案。或者直接基于點(diǎn)云快速繪制橋梁的二維結(jié)構(gòu)圖,按照傳統(tǒng)的流程對(duì)橋梁的改造制定方案。
水利、機(jī)場(chǎng)及港口工程:工程調(diào)研階段,可通過(guò)三維激光掃描搜集精確、詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),供論證和規(guī)劃參考;在工程設(shè)計(jì)階段,精準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)直接讓設(shè)計(jì)人員坐在辦公室中完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(jì)算;設(shè)計(jì)完成階段可利用掃描的三維模型完成設(shè)計(jì)的驗(yàn)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(cè)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(wú)輻射、非接觸、安全、可視化等優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)學(xué)表面測(cè)繪中表現(xiàn)出突出優(yōu)勢(shì),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(duì)象,以此來(lái)獲得演員的三維模型和細(xì)節(jié)特征,之后再通過(guò)逆向過(guò)程軟件進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)修補(bǔ)和局部細(xì)化,進(jìn)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(diǎn),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(wú)人機(jī)實(shí)景三維系統(tǒng)、3D打印機(jī)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(duì)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。
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