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結(jié)構(gòu)光三維掃描儀原理

點擊次數(shù):1043  更新時間:2020-01-14
   三維在人們的認(rèn)知中更有可能是三維空間和二維空間的區(qū)別,尤其是在科技快速發(fā)展的今天。三維掃描儀可能還有人聽說過,但是結(jié)構(gòu)光三維掃描儀可能幾乎沒有人聽過。下面,我就給大家簡單說一下結(jié)構(gòu)光三維掃描儀原理是什么。
  結(jié)構(gòu)光是一組由投影儀和攝像頭組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。用投影儀投射特定的光信息到物體表面后及背景后,由攝像頭采集。根據(jù)物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息,進(jìn)而復(fù)原整個三維空間。
  維掃描儀(3Dscanner)是一種科學(xué)儀器,用來偵測并分析現(xiàn)實世界中物體或環(huán)境的形狀(幾何構(gòu)造)與外觀數(shù)據(jù)(如顏色、表面反照率等性質(zhì))。搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進(jìn)行三維重建計算,在虛擬世界中創(chuàng)建實際物體的數(shù)字模型。這些模型具有相當(dāng)廣泛的用途,舉凡工業(yè)設(shè)計、瑕疵檢測、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)引、地貌測量、醫(yī)學(xué)信息、生物信息、刑事鑒定、數(shù)字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見其應(yīng)用。三維掃描儀的制作并非仰賴單一技術(shù),各種不同的重建技術(shù)都有其優(yōu)缺點,成本與售價也有高低之分。目前并無一體通用之重建技術(shù),儀器與方法往往受限于物體的表面特性。例如光學(xué)技術(shù)不易處理閃亮(高反照率)、鏡面或半透明的表面,而激光技術(shù)不適用于脆弱或易變質(zhì)的表面。
  三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的點云(pointcloud),這些點可用來插補(bǔ)成物體的表面形狀,越密集的點云可以創(chuàng)建更精確的模型(這個過程稱做三維重建)。若掃描儀能夠獲取表面顏色,則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼材質(zhì)貼圖,亦即所謂的材質(zhì)印射(texturemapping)。
  三維掃描儀可類比為照相機(jī),它們的視線范圍都呈現(xiàn)圓錐狀,信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi)。兩者不同之處在于相機(jī)所抓取的是顏色信息,而三維掃描儀測量的是距離。由于測得的結(jié)果含有深度信息,因此常以深度圖像(depthimage)或距離圖像(rangedimage)稱之。
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