您需要購買一臺三維掃描儀。現(xiàn)在的問題是確定從哪些方面著手。您知道 3D 掃描是什么，但對其了解尚不充分，無法做出明智的抉擇。

我們將在本文為您提供相關(guān)信息，幫助您了解以下問題：

讀完本文，您將能夠根據(jù)自己的應(yīng)用和預(yù)算選擇適合自己的三維掃描儀，甚至還可以幫助和指導(dǎo)您的同事做出購買決策。

手持式三維掃描儀：技術(shù)基礎(chǔ)知識

不同的 3D 掃描技術(shù)如何工作？

三維掃描儀使用不同的 3D 掃描技術(shù)采集構(gòu)建 3D 模型所需的 3D 數(shù)據(jù)。可將三維掃描儀分為以下幾類：

顧名思義，該技術(shù)采用三種元件：激光發(fā)射器、激光反射和攝像頭，呈三角形放置。基于三角測量的 3D 激光掃描儀可投射激光線，這些激光線會反射到被測物體上。然后，攝像頭會檢測激光反射情況，從而評估物體形狀、幾何結(jié)構(gòu)和紋理。

激光發(fā)射器、物體上的激光反射以及攝像頭呈三角形放置

激光三角測量能夠測量實物和環(huán)境。根據(jù)物體或環(huán)境的形狀、幾何結(jié)構(gòu)或紋理，激光可照射到物體表面的不同位置。因此，反射激光束的角度和位置在攝像頭視野中會有不同呈現(xiàn)。根據(jù)傳感器上反射光斑的位置以及從激光源到傳感器的距離，可以計算到物體的距離。

手持式激光 3D 掃描儀通過三角測量創(chuàng)建 3D 模型，即使設(shè)備處于運動狀態(tài)也可以進(jìn)行。使用參考特征（通常是被掃描表面的粘貼反射目標(biāo)點）確定掃描儀的位置即可達(dá)到此目的。

選擇基于三角測量的 3D 激光掃描儀的理由有多種。此類掃描儀雖然是便攜式，但具有出色的精確度。因此，可將其用于具有振動和不穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境，且不會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，價位不高，基本能滿足您所期望的精確度水平。

結(jié)構(gòu)光 3D 掃描儀也采用上述三角測量技術(shù)，但其使用的是結(jié)構(gòu)光，而非激光。這種類型的 3D 掃描儀可將一系列光線投射到物體表面。然后，攝像頭再測量投影圖案的變形情況，并計算視野中每個點從 3D 掃描儀到物體表面的距離。用于 3D 掃描的結(jié)構(gòu)光源可以是白色或藍(lán)色。

與激光 3D 掃描儀相比，選擇結(jié)構(gòu)光 3D 掃描儀的主要原因是速度快。結(jié)構(gòu)光技術(shù)并非同時掃描單個點，而是在幾分之一秒內(nèi)掃描整個視野，從而使掃描大面積區(qū)域的速度呈指數(shù)級增長。大多數(shù)結(jié)構(gòu)光的光技術(shù)對眼睛也很安全。但結(jié)構(gòu)光 3D 掃描儀對照明條件和反射表面比較敏感，使其很難在戶外陽光下使用。

深度感應(yīng)攝像頭用于自動駕駛車輛，如機(jī)器人、拖拉機(jī)和叉車，可在無手動導(dǎo)航的情況下幫助其四處移動。這些設(shè)備通過光源（激光或 LED）在附近環(huán)境中投射光圖像。傳感器根據(jù)所獲得的變化情況計算到達(dá)各個障礙物的距離，從而使車輛避開這些障礙物。通過這個過程，集成了深度感應(yīng)攝像頭的裝置或設(shè)備可在自動行駛時做出實時智能決策。

深度感應(yīng)攝像頭的主要優(yōu)勢是簡單方便、經(jīng)濟(jì)實惠。然而，測量精確度和細(xì)節(jié)層次會受到與被測物體的距離之影響。深度感應(yīng)攝像頭雖然能夠檢測物體是否存在，但其精確度水平使其無法成為精密測量儀器。

攝影測量使用攝影圖像獲得關(guān)于實物或其環(huán)境的 3D 信息。這種方法可以使用大型物體、建筑物或位置地點的重疊照片，并通過數(shù)學(xué)算法將其轉(zhuǎn)換為 3D 模型或 3D 圖像。攝影測量還可作為 3D 資源創(chuàng)建工具，用于創(chuàng)建逼真圖像。

攝影測量的主要優(yōu)勢是對測量物體的尺寸沒有限制。然而，由于攝影測量依賴圖像，因此當(dāng)物體的顏色相同且均勻時，則會存在一些限制。在此類情況下，生成的模型通常具有一些缺陷，這些缺陷會影響 3D 模型的測量精確度和細(xì)節(jié)。

激光探測及測距 (LiDAR) 技術(shù)能測量可變距離，通過激光或紅外光瞄準(zhǔn)物體或表面，并測量反射光返回傳感器所需的時間。將此技術(shù)產(chǎn)品安裝在無人機(jī)上，可以用于生成地球形狀的高分辨率地圖和數(shù)字 3D 圖像，這通常用于測繪學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)或林業(yè)。還可將其用于自動駕駛車輛的控制和導(dǎo)航，此技術(shù)產(chǎn)品曾經(jīng)安裝在飛越火星地形的火星直升機(jī)“機(jī)智號”上。

激光雷達(dá)技術(shù)用于自動駕駛車輛的控制和導(dǎo)航，監(jiān)測車輛之間的距離

盡管激光雷達(dá)圖像是重現(xiàn)場景而不是拍攝照片，但與深度感應(yīng)攝像頭相比，該技術(shù)具有幾種優(yōu)勢。攝像頭提供 2D 環(huán)境圖示效果，而激光雷達(dá)則顯示更為精確的 3D 環(huán)境視圖。此外，激光雷達(dá)可在夜間看到物體，因為其本身具有內(nèi)置光源。相比之下，基于攝像頭的系統(tǒng)需要足夠的光線才能發(fā)揮最佳功能，因此，夜間的效果會變得不太可靠。

最為經(jīng)濟(jì)實惠的 3D 掃描儀讓您無需支付高昂費用即可使用該款掃描儀。具有良好聲譽的制造商通常提供入門級 3D 掃描儀，此類掃描儀擁有具吸引力的精確度和足夠的細(xì)節(jié)層次，可適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，包括文物保護(hù)以及受損物品、手工藝品收藏品和建筑模型的虛擬復(fù)制。

具吸引力的價格是用戶選擇此類掃描儀的主要原因。盡管如此，這些設(shè)備作為 3D 測量工具仍然具有強大功能，可最大限度挖掘研究項目、學(xué)校活動或創(chuàng)造性活動的潛力。

此類經(jīng)濟(jì)實惠的即插即用 3D 掃描儀簡單易用，可以作為一款入門級產(chǎn)品，幫助用戶邁出 3D 掃描的第一步。學(xué)生和初學(xué)者可以充分利用其良好的性能水平，無需大量培訓(xùn)、設(shè)置或準(zhǔn)備即可使用。

技術(shù)人員使用經(jīng)濟(jì)實惠的即插即用 3D 掃描儀掃描鉆床

理想的專業(yè)級三維掃描儀旨在提高產(chǎn)品開發(fā)的效率，以及提高需要快速測量復(fù)雜部件和表面的逆向工程團(tuán)隊的工作效率。這些專業(yè)人士需要簡單快速地掃描任意物體，無論其大小和幾何結(jié)構(gòu)如何，目標(biāo)點較少且無需準(zhǔn)備部件。對于采集具有足夠細(xì)節(jié)層次的紋理和顏色而言，較高的圖像分辨率至關(guān)重要。

專業(yè)級三維掃描儀具有即時網(wǎng)格化功能，并能無縫集成到 3D 建模和 CAD 軟件中，因此在加速測量工作流程（從設(shè)置到實時掃描和即用型文件）方面是高效的三維掃描儀。

此類掃描儀可滿足技術(shù)創(chuàng)新者、專業(yè)人士和小型企業(yè)主的特定需求，因為他們需要開發(fā)出更好的產(chǎn)品來滿足客戶的需求和咨詢，通過加快上市時間來獲得競爭優(yōu)勢。

理想的計量級三維掃描儀通過其令人印象深刻的掃描質(zhì)量和 ISO-17025 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證得到認(rèn)可。“計量級”具體是指精確度、分辨率和測量的可靠性，這些指標(biāo)使此類設(shè)備成為市面上值得信賴的三維掃描儀。

質(zhì)量控制和質(zhì)量保證專家或計量專家需要生成具有最佳掃描質(zhì)量的高精確度 3D 測量結(jié)果和高分辨率圖像，此類掃描儀即為這些專家量身打造，無論測量背景如何或環(huán)境是否穩(wěn)定，都可以滿足他們的要求。

利用計量級三維掃描儀，制造公司可將高公差特征的所有關(guān)鍵檢測分配給坐標(biāo)測量機(jī) (CMM)，將其余的檢測工作分配給三維掃描儀。制造公司可確保產(chǎn)品質(zhì)量，改進(jìn)對所報告質(zhì)量問題的診斷，并通過遵循嚴(yán)格要求加速檢測 (FAI)。

工程師使用計量級 3D 掃描儀掃描直升機(jī)發(fā)動機(jī)

您是否需要掃描整架飛機(jī)、整個汽車底盤或組裝在發(fā)動機(jī)中的復(fù)雜元件？無論是幾毫米還是幾米，部件尺寸當(dāng)然都是購買三維掃描儀之前最需要考慮的參數(shù)，因為掃描儀需要能夠處理您必須捕捉的體積。不過手持式三維掃描儀如今已不存在尺寸限制方面的問題，用戶可在部件周圍任意移動設(shè)備，在幾分鐘內(nèi)測量大量面積。

多功能性 — 能夠使用單一設(shè)備測量各種尺寸和飾面 — 這是選擇三維掃描儀之前需要考慮的另一個因素。一個可以在任何尺寸的光面物體和細(xì)節(jié)物體上采集3D數(shù)據(jù)的手持式三維掃描儀，無疑在任一測量工具包中都將占有一席之地。這是一項高價值的投資，因為探測器可用于多種用途。

您是否具有較高的細(xì)節(jié)要求（例如，掃描較小的注塑部件或微小的機(jī)械齒輪）？網(wǎng)格分辨率越高，網(wǎng)格中包含的點就越多，點之間的距離也就越接近。這樣可使 3D 模型更平滑、細(xì)節(jié)更清晰。這就意味著掃描質(zhì)量更高，同時三維掃描儀的價格也會隨之增高。

由于網(wǎng)格分辨率更高意味著細(xì)節(jié)更為清晰，也會生成更大、更復(fù)雜的文件，因此需要具有游戲質(zhì)量的電腦來運行 3D 掃描軟件以加載所采集的大量 3D 數(shù)據(jù)。

此外，如果掃描的是具有嚴(yán)格公差的關(guān)鍵特征，則掃描儀的測量值必須非常精確于部件的實際尺寸，這一點至關(guān)重要。如果您在航空航天領(lǐng)域從事質(zhì)量控制工作，那么很可能希望擁有最高精度的三維掃描儀，獲得最佳的掃描質(zhì)量。通常情況下，價格和精確度直接關(guān)聯(lián)。

網(wǎng)格顯示較高分辨率和較低分辨率之間的差異

您需要多長時間來采集和處理 3D 數(shù)據(jù)？時間就是金錢，因此測量時間越短越好。由于 三維掃描儀具有即時顯示功能，可在計算機(jī)屏幕上實時顯示測量區(qū)域，因此可促進(jìn)并加速掃描過程。

如前所述，由于結(jié)構(gòu)光 3D 掃描儀具有光條紋，因此每秒可以測量更多點，這意味著可在幾分鐘內(nèi)掃描大多數(shù)物體。因此，此類掃描儀可將 3D 數(shù)據(jù)快速集成到 CAD 或 3D 打印軟件中。

通過即時網(wǎng)格以及與 3D 建模軟件的無縫集成，加速了整個測量工作流程，對產(chǎn)品的開發(fā)速度也產(chǎn)生了積極影響，從而加快了上市時間。

從翼肋和縱梁到燃油噴嘴和渦輪泵，飛機(jī)由數(shù)千個不同尺寸和形狀的元件組成，通常經(jīng)過專門拋光和加工處理。必須根據(jù)嚴(yán)格的性能標(biāo)準(zhǔn)和公差控制每件產(chǎn)品的質(zhì)量。

要達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，該行業(yè)必須使用具有最高精確度且經(jīng)過認(rèn)證的測量儀器。毫無疑問，CMM 是精確度最高的計量設(shè)備，但使用此類設(shè)備耗費時間，且必須由經(jīng)過培訓(xùn)且經(jīng)驗豐富的員工進(jìn)行操作。由于需求較高，CMM 經(jīng)常超負(fù)荷運行，并且常常達(dá)到瓶頸，導(dǎo)致生產(chǎn)力出現(xiàn)問題。

然而，有了計量級 3D 掃描儀，質(zhì)量經(jīng)理就擁有了更多選擇。質(zhì)量經(jīng)理可以使用 CMM 檢測高公差特征的關(guān)鍵尺寸，而其余控件無論其尺寸、形狀和合金材料如何，都可以通過 3D 掃描技術(shù)進(jìn)行處理。總之，適合航空航天行業(yè)的三維掃描儀必須具有高精度，通過 ISO 認(rèn)證且具備多功能性。

工程師使用計量級 3D 掃描儀掃描飛機(jī)機(jī)身內(nèi)部

大型汽車制造商每小時、每天、每年生產(chǎn)的汽車數(shù)量驚人。質(zhì)量控制和質(zhì)量保證流程必須能與這樣的生產(chǎn)力保持同步，以便在檢測樣品時保持產(chǎn)量，快速發(fā)現(xiàn)和修復(fù)生產(chǎn)線上的問題，從而限制停工期。

設(shè)計流程也具挑戰(zhàn)性，因為粘土模型建造商和數(shù)字建模人員必須將其與各自的工藝結(jié)合起來，才能創(chuàng)造出具有吸引力的汽車。為此，他們需要花費時間來改進(jìn)其設(shè)計。他們必須能夠在 CAD 和粘土之間快速轉(zhuǎn)換，以便根據(jù)需要進(jìn)行盡可能多改進(jìn)。

建模團(tuán)隊還需要精確的 3D 測量和精細(xì)的細(xì)節(jié)層次，以了解粘土模型并做出更好的決策。這就是 3D 掃描技術(shù)的用武之地。適合汽車行業(yè)的三維掃描儀必須速度極快，并提供精準(zhǔn)、高分辨率和精確的結(jié)果。

用于制造業(yè)和重工業(yè)時，測量系統(tǒng)必須承受經(jīng)常發(fā)生振蕩和振動的惡劣環(huán)境。這些系統(tǒng)還必須符合所需的精確度標(biāo)準(zhǔn)，并且具有多功能性，適用于各種各樣的飾面、幾何結(jié)構(gòu)和尺寸。

由于檢測部件和鑄件可能較大且難以移動，因此用戶必須能夠輕松攜帶三維掃描儀，將其帶到生產(chǎn)工廠、測量站或車間。此外，測量結(jié)果應(yīng)能夠無縫與現(xiàn)有工作流程集成，數(shù)據(jù)后處理應(yīng)簡單易行。

簡而言之，適合制造業(yè)和重工業(yè)的三維掃描儀應(yīng)是便攜式、精確且具有多功能的三維掃描儀。此類掃描儀還可與集成的 3D 軟件平臺協(xié)同工作。

用于制造業(yè)和重工業(yè)時，測量系統(tǒng)必須承受經(jīng)常發(fā)生振蕩和振動的惡劣環(huán)境。這些系統(tǒng)還必須符合所需的精確度標(biāo)準(zhǔn)，并且具有多功能性，適用于各種各樣的飾面、幾何結(jié)構(gòu)和尺寸。

由于檢測部件和鑄件可能較大且難以移動，因此用戶必須能夠輕松攜帶三維掃描儀，將其帶到生產(chǎn)工廠、測量站或車間。此外，測量結(jié)果應(yīng)能夠無縫與現(xiàn)有工作流程集成，數(shù)據(jù)后處理應(yīng)簡單易行。

簡而言之，適合制造業(yè)和重工業(yè)的三維掃描儀應(yīng)是便攜式、精確且具有多功能的三維掃描儀。此類掃描儀還可與集成的 3D 軟件平臺協(xié)同工作。

NDT 技術(shù)人員使用計量級三維掃描儀掃描彎曲的幾何形狀

因此，適合石油和天然氣行業(yè)的三維掃描儀是那些能夠提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)、可靠診斷和可追溯結(jié)果的掃描儀，此類掃描儀可使管道所有者和 NDT 服務(wù)公司無憂。

醫(yī)療行業(yè) — 特別是與矯形器和假肢服務(wù)相關(guān)的行業(yè) — 需要使用非接觸式設(shè)備捕獲身體部位，以打造完整的身形并設(shè)計舒適的矯形器或假肢。

由于醫(yī)生不是 3D 掃描專家，他們需要簡單易用的三維掃描儀和用戶友好的軟件，以便在不需要大量培訓(xùn)的情況下快速掌握使用方法。此外，在任何環(huán)境下，都應(yīng)該在不到五分鐘的時間內(nèi)準(zhǔn)備好三維掃描儀，使整個過程無縫銜接，使患者放心。

因此，適合醫(yī)療行業(yè)的三維掃描儀應(yīng)安全直觀、設(shè)置快捷。這些掃描儀還必須具有多功能性，以采集身體的復(fù)雜器官形狀。

將 3D 掃描技術(shù)融入到工程課程中的教學(xué)計劃可演示先進(jìn)的技術(shù)，并為學(xué)生提供在該行業(yè)找到理想工作所需的知識。

負(fù)責(zé)授課的教師和研究人員在講授課程時，必須根據(jù)真實的工業(yè)要求向未來的工程師講解基本工程原理。要達(dá)到此要求，他們必須緊跟新技術(shù)和趨勢，如激光和結(jié)構(gòu)光 三維掃描儀，這也有助于吸引學(xué)生的注意力和興趣。

因此，適合科學(xué)和教育領(lǐng)域的三維掃描儀是那些為行業(yè)中的高需求領(lǐng)域而設(shè)計的掃描儀，例如質(zhì)量控制和逆向工程。即插即用設(shè)備和用戶友好的軟件對于學(xué)生有效學(xué)習(xí) 3D 掃描和教師快速成為 3D 掃描專家至關(guān)重要。

如前所述，價格和掃描質(zhì)量直接關(guān)聯(lián)。如果低于 1,000 美元，則三維掃描儀中的光學(xué)元件和攝像頭無法產(chǎn)生逆向工程或產(chǎn)品開發(fā)等工業(yè)應(yīng)用所需的質(zhì)量水平。但是，對于休閑或創(chuàng)造性活動等基本應(yīng)用來說，這些三維掃描儀可作為不錯的入門級產(chǎn)品，此類應(yīng)用不需要嚴(yán)格的精確度。價格低廉的三維掃描儀可幫助您更輕松地采集和處理數(shù)據(jù)，且不會讓您為此投入太多經(jīng)濟(jì)成本。

如果您擁有一部 iPhone 或 iPad Pro，可能并未意識到您的設(shè)備相機(jī)模塊已經(jīng)集成了激光雷達(dá)。這意味著您具有像 Polycam、RoomScan LiDAR 或 Canvas 這樣的 iPhone 應(yīng)用：Pocket 3D 房間掃描儀可以掃描房間和物體，創(chuàng)建環(huán)境 3D 示圖效果。這是了解 3D 掃描的優(yōu)秀方式，無需額外費用！

在此價格范圍內(nèi)，可能購買到具有文物保護(hù)應(yīng)用（例如，將文物數(shù)字化）、醫(yī)療保健應(yīng)用（例如，采集身體部位和創(chuàng)建定制矯形器和假肢）或教育應(yīng)用（例如，向?qū)W生展示 3D 掃描的基礎(chǔ)知識）所需精度水平的三維掃描儀。對于對細(xì)節(jié)層次要求不精細(xì)的物體來說，此類中等價位的三維掃描儀還是理想的 CAD 和 3D 打印入門級產(chǎn)品。

盡管如此，需要更高級應(yīng)用（例如與質(zhì)量控制、質(zhì)量保證、產(chǎn)品開發(fā)和逆向工程相關(guān)）的專業(yè)人士應(yīng)該將工業(yè)級三維掃描儀作為購買目標(biāo)，因為其提供的掃描質(zhì)量能達(dá)到精確再現(xiàn)所掃描物體之形狀和復(fù)雜性的相關(guān)要求。

在此價格范圍內(nèi)，無論掃描物體的尺寸、形狀、材料、飾面和復(fù)雜性如何，工業(yè)界和專業(yè)人士都可以依賴此類掃描儀提供其所需的精確度、速度和多功能性，用于驗證部件的一致性和質(zhì)量。雖然購買此類專業(yè)的工業(yè)用三維掃描儀的預(yù)算可能更高，但該掃描儀也可以測量更多數(shù)據(jù)，且速度更快、細(xì)節(jié)更清晰，從而為檢測或產(chǎn)品開發(fā)節(jié)省寶貴的時間。

為什么計量級三維掃描儀價格如此昂貴？如果您已經(jīng)讀到此處，可能會詢問此類具體問題，好奇是否應(yīng)該現(xiàn)在就開始存錢購買一臺頂級設(shè)備。首先，您需要確定您的需求和應(yīng)用。一臺價格低廉的三維掃描儀對于非專業(yè)應(yīng)用（如家庭或?qū)W校使用）來說已足夠。但是，如果您希望獲得最高的掃描質(zhì)量、精確度、速度和多功能性，請購買專業(yè)的工業(yè)用三維掃描儀。就是這么簡單。這些三維掃描儀專為質(zhì)量控制、逆向工程和產(chǎn)品開發(fā)等高要求的應(yīng)用量身定制。

其掃描質(zhì)量是研發(fā) (R&D) 中重要活動的關(guān)鍵部分。制造商必須投入時間和資源（包括人力和財力）來測試光學(xué)元件并開發(fā)軟件算法。只有專業(yè)的工業(yè)用三維掃描儀才能提供工業(yè)應(yīng)用所需的精確度、可靠性和嚴(yán)謹(jǐn)性。因此，其價格也更為昂貴。

然而，需要注意的是，其較高的價格并不只包括 3D 掃描設(shè)備。此價格還包括提供持續(xù)培訓(xùn)、軟件升級、維修和租賃服務(wù)，以及您所使用語言的本地化支持。此外，此類掃描儀的設(shè)計目標(biāo)是持續(xù)使用數(shù)十年，而價格低廉的三維掃描儀則不具備這種優(yōu)勢，這些掃描儀往往幾年后就會被市場淘汰，而其供應(yīng)商可能也會陷入財務(wù)困境。