三维扫描建模流程

Question

如题所述

Answer 1

操作步骤如下：
1、三维激光扫描技术，传统测量概念里，所测的数据最终输出的都是二维结果（如CAD出图），在逐步数字化的如今，三维以其直观，逐渐的代替二维。近年来，随着测量技术和空间科学的深入发展，继GPS空间定位系统后，三维激光扫描技术突破了传统的单点测量方法，通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。三维激光扫描技术利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。广泛应用于文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事分析等领域。
2、建筑物三维扫描，三维激光扫描仪作为新兴的测量手段，能完整的获取建筑物的整体结构和形态特性，快速准确的得到三维点云数据，对建筑物测量和规划设计具有重大的意义。下面，以市面上较为热门的Trimble三维激光扫描仪为例，为大家介绍三维激光扫描仪的特点、主要过程和技术流程。Trimble三维激光扫描仪具有一键式操作，数据获取自动化；100万点每秒扫描速度；扫描成果是三维矢量，简单直观等特点。Trimble三维激光扫描仪工作流程与传统测量技术有相似之处，但也有其自身的特点，主要过程和技术流程如下：Trimble三维激光扫描仪最终采集的数据以点云和图像的形式储存在扫描仪设备里，运用Trimble、RealWorks进行一定处理后，获取建筑物的相对位置信息、尺寸、纹理和形状，进而建立真实的建筑物空间数据模型。
3、三维建模，通过三维激光扫描仪得到的点云数据，需要利用三维建模软件建立三维模型。由于点云数据的特殊性，能直接将点云数据建成模型的软件不多。目前，三维点云建模一般采用ContextCapture。ContextCapture、是一款可由简单的照片和/或点云自动生成详细三维实景模型的软件。数码相机、智能手机、激光扫描仪、航摄仪等仪器均可作为、ContextCapture的输入数据源。ContextCapture、的高兼容性，能对各种对象各种数据源进行精确无缝重建，从厘米级到公里级，从地面或从空中拍摄。只要输入照片的分辨率和精度足够，生成的三维模型是可以实现无限精细的细节。点云三维建模的具体过程，请关注“艾三维技术”微信公众号，查看ContextCapture软件教程教学。下面，我们一起来看看ContextCapture的具体功能：1、集成地理参考数据ContextCapture、可为包括、GPS、标记和控制点在内的多种类型的定位数据提供本地支持。它还可以通过定位/旋转导入或完整块导入来导入任何其他定位数据，能够精确测量坐标、距离、面积和体积。2、自动空中三角测量和三维重建一旦自动识别每张相片的相对位置和方向，就可以通过添加控制点和编辑连接点来对空中三角测量结果进行微调，以最大限度提升几何和地理空间精度。优化的三维重建算法以无可匹敌的精度生成精准的三维模型以及每个格网面片的影像纹理。ContextCapture、可确保各个三维格网模型顶点放置在最佳位置，因此可以更少的瑕疵表现重现更精细的细节和更锐利的边缘，从而大幅提高几何精度。
4、生成二维和三维、GIS、模型借助、ContextCapture，可以生成各种、GIS、格式的精确地理参考三维模型，包括真正射影像和新的、Cesium、3D、Tiles，并将瓦片范围和空三成果导出为KML和XML。ContextCapture、提供的坐标系数据库接口可确保与GIS、解决方案的数据互用性。可以从、4，000、多个空间参考系统中进行选择，并可添加用户自定义的坐标系。而且，ContextCapture、会根据输入照片的分辨率和空间分布情况，自动调整模型的分辨率和精度。这意味着，ContextCapture可以处理分辨率不均匀的场景，而不必为保留一些更高分辨率的场景区域而牺牲整体效率。
5、处理实景模型ContextCapture可以快速轻松地处理任何比例的格网模型，以及横断面的生成、地形和断裂线的提取，及正射影像、三维、PDF、和、iModel、的生成。它可以将格网模型与、GIS、和工程数据集成，以在格网模型的视觉环境中实现该信息的直观搜索、导航、可视化和动画。
6、处理点云可以对点云进行增强、分割、分类，并与工程模型相结合。然后，利用、ContextCapture的高级三维建模、横截面切割、断裂线和地形提取功能，快速高效地对竣工条件进行建模并支持设计流程。因此，ContextCapture可以更好地评估点云并生成更精确的工程模型。还可以生成用于展示的动画和渲染6、生成和处理大型可缩放地形模型ContextCapture可以从多种来源中生成非常庞大的可缩放地形模型，包括点云、断裂线、光栅数字高程模型和现有三角形化不规则网络。通过与原始数据源同步，可缩放地形模型可实时更新到最新。这样做的价值在于，拥有您所有数据的全局、最新和综合表示，并用于使用各种显示模式执行分析，以及生成动画和可视化效果。
7、生成三维、CAD、模型基于各种、CAD、格式、三维通用格式、DSM、和密集三维点云生成三维模型，确保模型在建模环境中是可访问的。此外，还可以生成由数十亿个三角面片组成的多分辨率格网模型，Bentley、系列平台软件原生支持格网模型数据。包括、MicroStation、Descartes、AECOsim、Building、Designer、OpenRoads、OpenPlant、Bentley、Map?、Bentley、Substation、等。
8、发布和查看支持、Web、的模型借助、ContextCapture，用户可生成任意大小的针对网络发布进行了优化的实景模型，并在浏览器中查看。如、ContextCapture、的原生格式、3MX，或、Cesium、3D、Tiles。这样，您就可以与任何利益相关方随时共享三维模型，并以可视化方式展示。

Answer 2

通过三维扫描建模流程一般包括以下四个步骤：

数据采集与处理：使用激光扫描仪或相机等设备对要建模的物体进行扫描，获取物体表面的点云数据。采集到的点云数据需要进行预处理，包括去噪、滤波等操作，以提高后续处理的准确性和效果。

点云配准：将不同位置或角度的点云数据进行配准，即将它们对齐到一个统一的坐标系中。这可以通过识别共享的特征点或使用配准算法来完成。配准后的点云可以形成一个完整的覆盖物体外表面的点云模型。

点云重构：根据配准后的点云数据，进行点云重构或曲面重构，以生成光滑的三维表面模型。常见的点云重构方法包括基于网格的方法（如Delaunay 三角网格法）和点云优化方法（如小二乘法），这些方法可以根据点云数据生成可编辑的三角形网格或曲面模型。

模型修复与编辑：对生成的三维模型进行修复和编辑，以消除不完整或错误的部分。可以使用模型修复工具来填补模型中的空洞或缺失部分，并对模型进行平滑和修正。编辑工具可以用于删除不需要的细节或调整模型形状，以满足需求。

Answer 3

三维扫描建模是一种逆向建模的方式。传统的建模一般指正向建模，需要建模工程师实现从无到有的整个建模流程，这种建模方式既耗费时间，也考验着建模工程师的自主创新及建模能力。

但随着三维扫描仪的出现，如今工业上可以采用逆向建模的方式来快速实现产品的迭代更新。通过三维扫描仪扫描获取到实物的三维数据，可以辅助建模工程师后期建模，大大减少了建模工作量。对于企业来说，这种方式可以让企业快速把新产品推向市场，赢得先机。

CASAIM是中科院下属的事业部，总部在广州，是华南地区3D打印及三维扫描综合技术方案提供商，CASAIM开发、生产及销售智能制造相关3D打印机及三维扫描仪设备及自动化三维检测系统，为全球的智能制造企业提供增材制造（3D打印）、三维扫描及智能化检测等相关设备及系统整体解决方案。

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