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三维扫描仪应用于虚拟现实技术的现状

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:三维扫描仪又称为三维数字化仪或三维模型数字化仪,是一种较为先进的三维模型建立设备。三维扫描仪与传统的平面扫描仪、摄像机、图形采集卡相比,有很大的不同。20世纪80年代,华特迪士尼等动画和特技公司不仅采用三维扫描仪制作了《侏罗纪公园》《终结者Ⅱ》《蝙蝠侠Ⅱ》《机械战警》等影片,还将其用于快速雕塑系统。

三维扫描仪应用于虚拟现实技术的现状

三维扫描仪(3Dimensional Scanner)又称为三维数字化仪或三维模型数字化仪,是一种较为先进的三维模型建立设备。它是当前使用的对实际物体三维建模的重要工具,能快速方便地将真实世界的立体彩色的物体信息转换为计算机能直接处理的数字信号,为实物数字化提供了有效的手段。

三维扫描仪与传统的平面扫描仪、摄像机、图形采集卡相比,有很大的不同。第一,其扫描对象不是平面图案,而是立体的实物。第二,通过扫描,可以获得物体表面每个采样点的三维空间坐标,彩色扫描还可以获得每个采样点的色彩。某些扫描设备甚至可以获得物体内部的结构数据。而摄像机只能拍摄物体的某一个侧面,且会丢失大量的深度信息。第三,它输出的不是二维图像,而是包含物体表面每个采样点的三维空间坐标和色彩的数字模型文件。这可以直接用于CAD或三维动画。彩色扫描仪还可以输出物体表面色彩纹理贴图。

20世纪80年代,华特迪士尼等动画和特技公司不仅采用三维扫描仪制作了《侏罗纪公园》《终结者Ⅱ》《蝙蝠侠Ⅱ》《机械战警》等影片,还将其用于快速雕塑系统。20世纪90年代,扫描仪可以对人体进行全身扫描,对给定对象采用多边形、NURBS曲面、点、Spline曲线方式进行描述。

Cyberwarer的代表产品是3030系列。其适用范围宽、价格适中、性能好。除3030R外,都可以进行彩色扫描,扫描速率可达1.4万点/s。3030RGB型扫描物体的尺寸为30 cm,深度方向测量精度为100~ 400 μm,测量单元质量为23 kg,主机采用SGI工作站。有两种扫描方式:一种是被扫描的物体运动;另一种是扫描单元运动。适于扫描大件物体。(www.xing528.com)

3D Scanner公司的Reversa是采用非接触式双相机激光扫描头,基于线状结构光测距原理,采用“相机—激光源—相机”的方案实现。它制作精巧、质量小、体积小,激光线最窄40 μm,深度方向测量精度10 μm。Reversa可以安装在CNC加工机、三坐标测量系统或独立的扫描桌上,进行4轴或5轴的扫描运动,扫描采样速率为1~1.5万点/s。

其他类型的产品有CGI公司的自动断层扫描仪CSS-1000;Inspeck公司的三维光学扫描装置;Digibot公司的DigibotⅡ;Steinbichler公司的三维扫描系统,比如COMET、AutoScan、Tricolite;华中理工大学的3DLCS95。

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