三維掃描儀是一種科學(xué)儀器,用來偵測(cè)并分析現(xiàn)實(shí)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(jì)算,在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)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(jì)、瑕疵檢測(cè)、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)引、地貌測(cè)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(diǎn),成本與售價(jià)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。
三維激光掃描儀使用激光三角測(cè)距原理。通過光源孔發(fā)射出一束水平的激光束來掃描物體,該激光束經(jīng)過旋轉(zhuǎn)平面鏡的作用,改變角度,使得激光束發(fā)射到物體表面。物體表面反射激光束,每一條激光線都通過CCD傳感器采集成一幀數(shù)據(jù)。根據(jù)物體表面不同的形狀,每條激光線反射回來的信息中包含有每處表面的高級(jí)數(shù)據(jù)。完整范圍的高精度掃描只要2.5秒(快速模式0.3秒),物體表面的形狀轉(zhuǎn)換為超過300,000點(diǎn)(連接點(diǎn))的點(diǎn)格數(shù)據(jù)。
隨著三維掃描技術(shù)不斷發(fā)展并日漸成熟,三維掃描設(shè)備也逐漸商業(yè)化,三維掃描儀的巨大優(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。