购买 3D 扫描仪:如何选择最好的

3D扫描仪

除了能够自己设计要打印在您的作品上的几何形状 打印机3D 使用软件,还有另一种更简单的可能性,可以非常精确地复制现有对象。 是关于 3D扫描仪,它将负责扫描您想要的对象的表面并将其转换为数字格式,以便您可以对其进行修饰或打印以制作复制品。

在本指南中,您将了解它们是什么。 最好的 3D 扫描仪以及如何选择最合适的扫描仪 根据您的需要。

最好的 3D 扫描仪

知名品牌众多,如久负盛名的德国蔡司、Shining 3D、Artec、Polyga、Peel 3D、Phiz 3D Scanner等,让选择更加困难。 如果您对购买哪种 3D 扫描仪有疑问,这里有一些。 最好的模型 我们建议正确购买:

闪亮的 3D EINSCAN-SP

如果您正在寻找专业的东西,采用白光技术的 3D 扫描仪是最好的. 它的分辨率高达 0.05 毫米,即使是最小的细节也能捕捉到。 它可以扫描从 30x30x30mm 到 200x200x200mm(带转盘)的图形,也可以扫描 1200x1200x1200mm 的一些较大的图形(如果使用手动或使用三脚架)。 此外,它具有良好的扫描速度,能够导出到 OBJ、STL、ASC 和 PLY、自动校准系统和 USB 连接器。 与 Windows 兼容。

闪亮的 3D Uno Can

这个著名品牌的其他型号比以前的型号便宜一些,但如果您正在寻找专业用途的东西,它也是一个不错的选择。 也使用 白色技术,分辨率为 0.1 毫米 并且能够扫描从 30x30x30 毫米到 200x200x200 毫米的图形(在转盘上),尽管您也可以手动或在三脚架上使用它来扫描最大 700x700x700 毫米的图形。 它具有良好的扫描速度,通过 USB 连接,并且可以像上一个一样处理 OBJ、STL、ASC 和 PLY 文件格式。 与 Windows 兼容。

创意 3D CR 扫描

这个另一个伟大的品牌创造了一个用于 3D 建模的扫描仪 很好用,具有自动调整功能,无需校准或使用标记。 它通过 USB 连接,兼容 Windows、Android 和 macOS。 此外,它具有高达 0.1 毫米的高精度和 0.5 毫米的分辨率,由于其特性和质量,也可以完美地用于专业用途。 至于扫描尺寸,它们相当大,可以扫描大型零件。

BQ 蜈蚣

如果您正在寻找这款来自西班牙品牌 BQ 的 3D 扫描仪,则是另一个不错的选择 DIY负担得起的东西. 快速 0.5 毫米精密扫描仪,配备优质罗技 C270 高清摄像头、两个 1 类线性激光器、USB 连接器、 尼玛步进电机, ZUM 驱动,可导出为 G-Code 和 PLY,兼容 Linux 和 Windows 操作系统。

Inncen POP 3D Revopoint

以前的另一种选择。 一个 3D 扫描仪 0.3mm精度, 双红外传感器(眼睛安全),带深度摄像头,快速扫描,RGB 摄像头用于纹理捕捉,支持 OBJ、STL 和 PLY 导出,有线或无线能力,5 种模式不同的扫描方法,兼容 Android、iOS、macOS和 Windows 操作系统。

什么是 3D 扫描仪

3D扫描仪扫描的人物

Un 3D扫描仪是一种能够分析物体或场景的设备 获取有关形状、纹理,有时还包括颜色的数据。 该信息被处理并转换为 3D 数字模型,可用于从软件修改它们或在 XNUMXD 打印机上打印它们并制作对象或场景的精确副本。

这些扫描仪的工作方式通常是光学的,在物体表面周围生成参考点云,以推断出精确的几何形状。 因此,3D 扫描仪 不同于传统相机尽管它们具有锥形视野,但相机从视野内的表面捕获颜色信息,而 3D 扫描仪捕获位置信息和 XNUMXD 空间。

一些扫描仪不会通过单次扫描给出完整的模型,而是需要多次拍摄以获得零件的不同部分,然后使用软件将其缝合在一起。 尽管如此,它仍然是一个 更精确、舒适和快速的选择 获取零件的几何形状并能够开始打印它。

3D扫描仪工作原理

3D 扫描仪通常通过发射的一些辐射作为 光、红外线或激光束 它将计算发射物体和物体之间的距离,标记一个局部参考点和要复制的零件表面上的一系列点,每个点都有坐标。 使用镜子系统,它会扫描表面并获得不同的坐标或点,以实现三维复制。

根据与物体的距离、所需的精度以及物体的大小或复杂性,您可能需要 一拍或多拍.

类型

有2 3D扫描仪的类型 基本的,取决于他们扫描的方式:

  • 接触:这些类型的 3D 扫描仪需要在物体表面支撑一个称为示踪剂的部件(通常是硬化钢或蓝宝石尖端)。 这样,一些内部传感器将确定探头的空间位置以重新创建图形。 它们在工业中广泛用于控制制造过程,精度为 0.01 mm。 但是,对于精致的、有价值的(例如历史雕塑)或柔软的物体,它不是一个好的选择,因为尖端或触控笔可能会修改或损坏表面。 也就是说,这将是破坏性扫描。
  • 正接触器: 它们是最普遍和最容易找到的。 之所以这样称呼它们是因为它们不需要接触,因此不会损坏零件或以任何方式改变零件。 他们将使用一些信号或辐射的发射来代替探头,例如超声波、红外波、光、X 射线等。 它们是最广泛和最容易找到的。 在这些之中,依次有两个大家族:
    • 资产:这些设备分析物体的形状,在某些情况下,分析颜色。 它是通过直接测量表面、测量极坐标、角度和距离来收集三维几何信息来完成的。 这一切都归功于它生成了一个未连接点云,它将通过发射某种类型的电磁束(超声波、X 射线、激光……)来测量这些点,并将其转换为多边形以进行重建和导出一个3D CAD模型。。 在这些中,您会发现一些子类型,例如:
      • 飞行时间:一种使用激光的3D扫描仪,广泛用于扫描大表面,如地质构造、建筑物等。 它基于 飞行时间. 它们不太准确且更便宜。
      • 三角测量:它还使用激光进行三角测量,光束撞击物体并使用相机定位激光点和距离。 这些扫描仪具有很高的精度。
      • 相位差:测量发射光和接收光之间的相位差,使用此测量值来估计到物体的距离。 这个意义上的精度介于前两者之间,比ToF高一点,比三角测量低一点。
      • 锥光全息术:是一种干涉技术,通过该技术,从表面反射的光束通过双折射晶体,即具有两种折射率的晶体,一个是普通的,一个是固定的,另一个是非寻常的,它是入射角的函数玻璃表面的光线。 结果,获得了使用柱面透镜进行干涉的两条平行光线,该干涉由获得条纹图案的传统相机的传感器捕获。 这种干扰的频率决定了物体的距离。
      • 结构光:在物体上投射灯光图案,分析场景几何造成的图案变形。
      • 调制光:它们发出光(它通常具有节距形式的振幅周期)在物体中不断变化。 相机将捕捉到这一点以确定距离。
    • 被动式:这种类型的扫描仪还将提供距离信息,使用一些辐射来捕获它。 他们通常使用一对指向场景的独立摄像机,通过分析不同的捕获图像来获取三维信息。 这将分析到每个点的距离并提供一些坐标以形成 3D。 在这种情况下,当捕获被扫描对象的表面纹理很重要时,可以获得更好的结果,并且更便宜。 与主动式的不同之处在于不发射任何类型的电磁辐射,但它们只是将自身限制为捕获环境中已经存在的发射,例如物体上反射的可见光。 还有一些变体,例如:
      • 立体:他们使用与摄影测量相同的原理,确定图像中每个像素的距离。 为此,他通常使用两个独立的摄像机指向同一个场景。 分析每个摄像机捕获的图像,可以确定这些距离。
      • 轮廓:他们使用从三维物体周围的一系列照片中创建的草图将它们交叉,形成物体的视觉近似。 这种方法对空心物体有问题,因为它不会捕捉到内部。
      • 基于图像的建模: 还有其他基于摄影测量的用户辅助方法。

移动3D扫描仪

很多用户经常问能不能 像使用 3D 扫描仪一样使用智能手机. 事实是,由于某些应用程序,新手机可以使用其主摄像头传感器来捕捉 3D 人物。 显然,它们不会像专用 3D 扫描仪那样具有相同的精度和专业效果,但它们对于 DIY 很有用。

一些好的 移动设备应用程序 您可以下载和试用的 iOS/iPadOS 和 Android 有:

  1. Sketchfab
  2. 科龙
  3. 特尼奥
  4. 斯堪迪临
  5. ItSeez3D

家用3d扫描仪

他们还经常问你是否可以 自制 3D 扫描仪. 事实上,有些创客项目可以在这方面为您提供很多帮助,例如 开放式扫描. 您还会发现一些基于 Arduino 的项目,可以打印出来自行组装 像这样,你甚至可以找到 如何将 Xbox kinect 变成 3D 扫描仪. 显然,它们可以作为 DIY 项目和学习,但您将无法获得与专业人士相同的结果。

3D扫描仪应用

至于 3D扫描仪应用,它可以用于比你想象的更多的用途:

  • 工业应用:可用于质量或尺寸控制,查看制造的零件是否符合必要的公差。
  • 逆向工程:它们对于获得物体的精确数字模型以研究和复制它非常有用。
  • 竣工文件:可以获得设施或建筑状况的精确模型,以进行项目、维护等。 例如,可以通过分析模型来检测运动、变形等。
  • 数字娱乐:可用于扫描物体或人物以用于电影和视频游戏。 例如,您可以扫描一个真实的足球运动员并创建一个 3D 模型以对其进行动画处理,使其在视频游戏中更加逼真。
  • 文化和历史遗产的分析和保护:可用于分析、记录、创建数字记录,并帮助保护和维护文化和历史遗产。 例如,分析雕塑、考古、木乃伊、艺术品等。 也可以创建精确的复制品以暴露它们并且原件不会损坏。
  • 生成场景的数字模型:可以分析场景或环境以确定地形高程、将轨道或景观转换为数字 3D 格式、创建 3D 地图等。 图像可以通过 3D 激光扫描仪、雷达、卫星图像等捕获。

如何选择 3D 扫描仪

3D扫描仪

在当时的 选择合适的 3D 扫描仪,如果您在几个模型之间犹豫不决,您应该分析一系列特征,以找到最适合您的需求和您可以投资的预算的一个。 要记住的要点是:

  • 预算:确定您可以在 3D 扫描仪上投资多少非常重要。 从 200 欧元或 300 欧元到价值数千欧元的不等。 这还取决于它是用于家庭用途,不值得过多投资,还是用于工业或专业用途,投资将获得回报。
  • 精确: 是最重要的功能之一。 准确性越高,您可以获得的结果就越好。 对于家庭应用来说,低精度可能就足够了,但对于专业应用来说,获得 3D 模型的最小细节非常重要。 许多商业扫描仪往往在 0.1 毫米和 0.01 毫米之间,分别从不太精确到更精确。
  • 决议:它不应该与精度混淆,尽管获得的 3D 模型的质量也取决于它。 精度是指设备的绝对正确程度,而分辨率是 3D 模型中两点之间可以存在的最小距离。 它通常以毫米或微米为单位,越小效果越好。
  • 扫描速度: 是执行扫描所需的时间。 根据所使用的技术,可以以一种或另一种方式测量 3D 扫描仪。 例如,基于结构光的扫描仪以 FPS 或每秒帧数为单位进行测量。 其他的可以以每秒点数来衡量,等等。
  • 易于使用: 选择 3D 扫描仪时要考虑的另一个重要点。 虽然许多已经足够容易使用并且足够先进,无需太多用户输入即可完成工作,但您也会发现一些比其他更复杂。
  • 零件尺寸:正如 3D 打印机有尺寸限制一样,3D 扫描仪也有。 需要数字化小物体的用户的需求与想要将其用于大物体的用户的需求不同。 在许多情况下,它们用于扫描不同大小的对象,因此它们应该适合您使用的最小和最大范围。
  • 可移植性:重要的是要确定计划在哪里拍摄,以及是否需要轻便随身携带和捕捉不同地方的场景等。 还有一些电池供电的可以不间断地捕捉。
  • 兼容性:选择与您的平台兼容的 3D 扫描仪很重要。 有些是跨平台的,与不同的操作系统兼容,但不是全部。
  • 软件:这才是真正驱动 3D 扫描仪的动力,这些设备的制造商通常会实施自己的解决方案。 有些通常具有额外的分析、建模等功能,有些则更简单。 但要小心,因为其中一些程序非常强大,它们需要您的计算机(GPU、CPU、RAM)的一些最低要求。 此外,开发人员提供良好的支持和频繁的更新也很好。
  • 维修: 尽可能快速和轻松地维护捕获设备也是积极的。 一些 3D 扫描仪需要更多检查(清洁光学元件,……),或者它们需要手动校准,其他的则自动校准,等等。
  • 平均:重要的是要确定捕获 3D 模型期间的条件。 其中一些可能会影响某些设备和技术。 例如光照量、湿度、温度等。 制造商通常会标明他们的模型运行良好的范围,您需要选择适合您正在寻找的条件的模型。

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