一、三維掃描技術(shù)
三維激光掃描采用非接觸式高速激光測量方式,來獲取地形或復(fù)雜物體的幾何圖形數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù),通過后處理軟件對采集的點云數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)進行處理分析,轉(zhuǎn)換成絕對坐標系中的三維空間位置坐標或者建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不規(guī)則場景的三維可視化模型,既省時又省力,同時點云還可輸出多種不同的數(shù)據(jù)格式,做為空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源和滿足不同應(yīng)用的需要。
二、三維激光掃描儀
三維激光掃描儀是三維掃描技術(shù)一個重要工具, 三維激光掃描儀有多種,視掃描情況而定,有架站式,有手持式掃描儀,架站式掃描多是大空間三維掃描, 手持式則是桌面式掃描,精度細節(jié)上更為突出。
架站式大空間三維掃描儀市場上多以法如三維激光掃描儀為主,性價比高,收到客戶的好評。
(一)、目前法如大空間三維掃描儀產(chǎn)品型號包括 FARO PREMIUM 350 \150\70
Focus Premium 為施工、公共安全、操作與維護,以及制造市場的專業(yè)應(yīng)用提供很好的捕捉效率、數(shù)據(jù)質(zhì)量和精確性,在確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時以更快的速度進行掃描(每次掃描長達 1 分鐘),將現(xiàn)場掃描時間縮短高達 50%。另外,如果搭配使用新的 FARO Stream 移動應(yīng)用并且上傳到新的 FARO Sphere 基于云的協(xié)作平臺,更快的加載和系統(tǒng)響應(yīng)還能提高數(shù)據(jù)管理效率。
Focus Premium 功能:
1、 高達 350 米的掃描距離,擴大每個掃描位置的掃描范圍
2、支持智能手機的遠程控制功能,只受 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的范圍限制
3、以更穩(wěn)定、更快速的 Wi-Fi 操作優(yōu)化無線工作流程
4、 現(xiàn)場配準,即是結(jié)合多次掃描、使用共同重疊的流程, 可以加快項目完成速度以實時了解掃描誤差和缺失的數(shù)據(jù)
5、 與 Stream 和 Sphere 無縫連接
6、 可在應(yīng)用或?qū)嶋H的 Focus 上執(zhí)行掃描儀控制
7、用戶可以輕松創(chuàng)建項目、更改掃描儀設(shè)置、管理圖像分辨率、選擇彩色或黑白掃描、通過群集對掃描進行分組,以及添加注釋
8、 堅固耐用的構(gòu)造和外殼可以承受嚴苛的日常工作條件考驗
9、 集成高速 SSD 數(shù)據(jù)存儲
(二)手持掃描儀品種還是很多的
目前市場上多以先臨,思看等品牌使用, 使用率高的先臨,比如雙光源手持3D掃描儀EinScan H2,多功能手持3D掃描儀EinScan-Pro 2X Plus V2,F(xiàn)reeScan Combo等比較實用,主要用于各種細微掃描
雙光源手持3D掃描儀EinScan H2用于藝術(shù)人像:真人3D手辦 , 蠟像定制,人像雕塑定制;虛擬數(shù)字人:虛擬模特, 虛擬主播, 影視數(shù)字替身,數(shù)字人游戲角色;精準醫(yī)療:術(shù)前方案規(guī)劃 , 手術(shù)模型預(yù)演 ,術(shù)后效果跟蹤,康復(fù)器械定制,醫(yī)療教學(xué)模型
多功能手持3D掃描儀EinScan-Pro 2X Plus V2適合中到 大尺寸實物掃描。 更細膩豐富的數(shù)據(jù)細節(jié) 更廣泛的掃描材質(zhì)適應(yīng)性 更流暢的掃描體驗
FreeScan Combo功能多樣,適用于汽車工業(yè)、航空航天、重工機械、文物雕塑、家居建材、醫(yī)療健康等眾多行業(yè),實現(xiàn)計量級全尺寸檢測、逆向設(shè)計、增材制造及其他應(yīng)用。
三、古建筑三維激光掃描
古建筑三維掃描多是以架站式和手持式結(jié)合的方式來完成,
在遺產(chǎn)及文物保護、文物發(fā)掘領(lǐng)域,三維激光掃描服務(wù)提供了全新的工具和方法來幫助我們更詳盡的采集、記錄相關(guān)信息,同時大量減少數(shù)據(jù)采集時間。
在文物保護過程中,文物資料的采集往往需要更詳盡,這樣才能有利于資料的整理保留和將來的修繕、研究。同時很多帶有復(fù)雜曲面和線條的文物古跡很難用傳統(tǒng)的測量工具進行度量,甚至很難用線畫圖或等高線圖進行完善的記錄。當(dāng)采用徠卡三維激光掃描儀時,我們可以得到高精度的點云信息,結(jié)合彩色信息,可以得到尺寸精準,色彩表達逼真的立體模型。可供復(fù)制、研究、信息檢索。
考慮到考古遺址中很多重要的跡象會因考古發(fā)掘工作的需要,在發(fā)掘過程中被逐步破壞掉,利用三維激光掃描儀的測繪,可以把發(fā)掘過程完整的真實場景記錄下來,供后續(xù)永久保存、展示、研究的需要。
特點:
l 信息采集快速;
l 數(shù)據(jù)保存更完善、詳實;
l 可實現(xiàn)文物在計算機中的真實再現(xiàn);
l 為古跡的修繕和復(fù)制提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ);
l 測繪簡單,不用裝備梯架就可以完成測量,減少工人勞動強度;
l 實現(xiàn)傳統(tǒng)測繪手段無法操作或記錄對象的測繪;
l 非接觸測量,充分保護文物或發(fā)掘現(xiàn)場。
歷史建筑是城市的有形記憶,傳承著城市的文脈和底蘊。近年來,隨著社會建筑保護工作的大力宣傳推廣,歷史建筑建檔測繪成了歷史建筑保護和利用工作中重要的基礎(chǔ)工作。歷史建筑測繪保護主要指通過對歷史建筑進行信息采集和記錄,獲得完整的數(shù)據(jù)信息,然后進行數(shù)字建檔、模型建立、以及GIS地理信息服務(wù)平臺建立等。
就傳統(tǒng)意義上的保護措施而言,可能更多的是利用直尺角尺去測量尺寸等等,最終將二維的圖紙測繪出來。這樣的方式雖然是對古建筑的尺寸有一定的掌握,但是有的數(shù)據(jù)依舊不是很準確,最終對古建筑的保護也不是那么的完善。加上古建筑的珍貴性,我們在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集時,優(yōu)先使用非接觸式的技術(shù)手段,避免對歷史建筑造成破壞。
滿足歷史建筑測繪需要并測量精度比較高的是三維激光掃描技術(shù)。三維激光掃描技術(shù)是一種新型測繪技術(shù)手段,三維激光掃描技術(shù)適用于采集歷史建筑高精度三維尺寸信息與表面紋理信息,利用這種技術(shù)能夠?qū)y繪物體進行全方位、各角度、內(nèi)外全面無接觸式的數(shù)據(jù)采集,在古建筑保護中的應(yīng)用越來越廣泛。
該技術(shù)主要分為現(xiàn)場勘查與定點、建立控制網(wǎng)、架站掃描、點云數(shù)據(jù)處理、成果檢驗以及三維建模等幾個步驟。通過三維激光掃描儀快速、自動、全面采集到的點云數(shù)據(jù),一般需要結(jié)合人工進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理,將數(shù)據(jù)進行降噪、除冗等查漏補缺操作等,最終生成高精度的歷史建筑三維點云模型與二維矢量測繪圖等。
建筑遺產(chǎn)測繪對于人們研究歷史,建筑創(chuàng)作,遺產(chǎn)保護,促進文化傳播等具有重要的社會意義。歷史建筑建檔的主要調(diào)查測繪成果包括基本信息表;現(xiàn)狀照片;地理信息;測繪圖紙(總平面圖、各層平面圖、各向可視立面圖、代表性剖面圖、價值部位大樣詳圖等);建筑模型(三維點云數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)模型、表面模型、BIM等);測繪報告;規(guī)劃管理資料;歷史文獻資料;訪談資料;其他資料。三維激光掃描技術(shù)為古建筑保護及修復(fù)提供了更加精確、更加完善的數(shù)據(jù),促進了古建筑的保護與研究,展示了歷史建筑測繪技術(shù)的創(chuàng)新與進步。
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