在三维扫描应用场景中,许多用户都会接触到喷粉的操作,通过本文,我们简单分享给大家一些关于喷粉的基础知识。以便大家发挥出3D扫描仪的最大的潜力。
扫描时,哪些物体需要喷粉?
在进行三维扫描前,我们一般要对扫描的物体进行评估,确认是否需要进行喷粉处理。根据目前行业内3D扫面仪的性能水准,以下几类物体需要进行喷粉:高反光物体、深黑色物体、透明物体等一些复杂材质物体。
关于为什么需要喷粉,首先需要了解3D结构光扫描仪的的原理,扫描仪通过投射特殊的光栅到物体表面,物体再将投射的光线反射,而相机会将这些反射的光线接受处理后生成三维数据。然而,黑色、高反光、透明的物体却无法满足上述要求。
1. 黑色物体
在对黑色物体进行三维扫描时,黑色物体会吸收大部分投射到其表面的光线。结构光3D扫描仪通过投射光栅到物体表面,并通过相机捕捉反射回来的光线来生成三维图像。然而,当光线投射到黑色物体上时,大部分光线被吸收,导致反射回来的光线非常少,从而无法生成完整的三维图像。
2. 高反光物体
高反光表面会导致光线的镜面反射。当3D扫描仪投射光栅到高反光物体表面时,光线会以几乎相同的角度反射回去,而不是散射开来。这种镜面反射会导致以下问题:
(1)图像饱和
反射回来的光线过于集中,导致摄像头捕捉到的图像出现过曝或饱和区域。
(2)低对比度
由于反射光线的强度过高,图像的对比度降低,难以区分物体表面的细节。
(3)特征信息缺失
高反光区域的特征信息容易丢失,导致无法获取完整的三维信息。
3. 透明物体
透明物体会导致光线的折射和透射。当3D扫描仪发出的结构光投射到透明物体表面时,光线会穿透物体或在物体内部发生折射,而不是直接反射回扫描仪的相机。这会导致以下问题:
(1)光线散射和折射
透明物体会使光线在内部发生多次折射和散射,导致反射回来的光线路径复杂,难以被3D扫描仪准确捕捉。
(2)信号弱化
由于大部分光线穿透了物体,反射回来的光信号非常弱,3D扫描仪难以获取足够的光信号来生成三维图像。
(3)图像失真
折射和散射会导致捕捉到的图像出现失真,无法准确反映物体的真实形状和结构。
当对黑色、高反光、透明的物体的表面进行喷粉后,能有效且明显地提高物体对结构光的反射率,3D扫描仪的相机能更加有效地接收到物体表面反射回来的带编码的结构光。所以,喷粉之后,3D扫描的效果会比不喷粉好很多。
2. 扫描前,如何进行喷粉操作?
喷粉的具体操作十分简单,使用显像剂之前,均匀地摇晃瓶体,在距离物体15cm至20cm左右长按,并均匀地划过物体,使物体表面均匀地覆盖上显像剂即可。
3. 喷涂显像剂的扫描效果
图3-1是表面反光比较严重的物体,图3-2是喷粉之后,进行 3D扫描获得的点云图像,我们可以看到,喷粉之后,反光带来的问题大部分被抑制。
图3-1
图3-2
由此可见,在使用3D扫描过程中,对黑色、高反光、透明的物体,合理地使用显像剂,可以提高3D扫描的质量。