¶ CR-Scan Ferret使用教程
¶ 简介
CR-Scan Ferret是一款结构紧凑的消费级3D扫描仪，它体积小、重量轻，最高精度可达0.1mm。它有着良好的跨平台兼容性，可工作在Windows, Mac, Android等多个平台（CR-Scan Ferret Pro可以兼容iOS系统）。
为了帮助新用户更快地掌握扫描仪的使用技巧，获得更好的扫描质量，这个Tutorial结合实际的扫描案例，为不同类型的物体（包括汽车、摩托车、人体、人脸、鞋子、耳机等）提供了扫描建议，包括软件配置建议和一些扫描技巧。
¶ 扫描配置
在Creality Scan扫描软件中，提供了多种扫描模式。对于不同类型的目标，采用合适的扫描模式是很重要的。
如何选择特征类型？
（1）几何：对于几何特征丰富的物体，请采用几何模式进行扫描。
（2）纹理：对于一些很小的物体以及几何特征不丰富的纹理，建议贴标记点后，用纹理模式扫描。对于很小的物体，可以把标记点贴在桌面上。对于纹理丰富但几何特征不丰富的物体，可以直接采用纹理模式进行扫描。纹理模式的标志点可以是十字叉标记点、方块标志点（如胶带）。
（3）标志点：对于一些大的物体，且你期望得到可靠的精度，我们建议采用标志点模式进行扫描。该模式需要在物体表面粘贴圆形标记点，大物体请用内径6mm的标志点，小物体可以用内径3mm的标志点。选择标志点模式时，只能用圆形标记点。
如何判断物体的几何特征是否丰富？
物体整体形状属于标准的几何体，如立方体，圆柱形；或具有很大的平面，属于没有明显几何特征的物体。常见的物体如圆柱形的马克杯，四四方方的纸盒，货车内车厢，不属于几何特征丰富的物体。
人像雕塑、鞋子、玩偶模型，属于几何特征丰富的物体。
扫描精度
如果希望获得更好的细节，请毫不犹豫地选择“高质量”。如果电脑有独立的显卡，高质量模式会更加流畅。
对于大型物体，或者电脑配置较低时，可以选择“Fast”模式进行扫描。
转盘模式
对于”转盘模式“这个选项，如果选择了”是”，转盘平面上的点云在跟踪的过程中会被软件删除。
¶ 基本术语和概念
¶ 扫描距离
所有的扫描仪的扫描精度，都和扫描距离有关。一般来说，在能获得点云的前提下，扫描仪距离目标越近，精度越高。Ferret最近的工作距离是15cm，最远可以到70cm。对于扫描较小的物体，在跟踪不丢失的前提下，扫描仪应该要离目标足够的近。
根据扫描软件的提示，保持在“最佳距离”的位置。
¶ 曝光时间
Creality Scan提供了两种相机曝光控制方式，即自动曝光和手动曝光。
对于比较大的目标，比如人脸，可以采用自动曝光的方式进行扫描。
对于比较小的物体，自动曝光可能会不准确，建议手动调节IR相机的曝光时间。
¶ 质量色谱
在扫描过程中，Creality Scan提供了点云的质量色谱，用来表示当前的扫描质量是否足够高。下图是根据点云的质量色谱判断扫描是否充分的例子。左边的扫描物体红色和绿色间杂，说明扫描的点云质量比较差；右边的扫描物体通体都是绿色，说明扫描的点云质量比较好。
左：质量色谱偏红，扫描不充分 右：质量色谱图足够绿，扫描充分
¶ 点云优化
扫描结束后，需要执行点云优化，把扫描的多帧点云（几百帧、甚至几千帧）进行融合，得到质量更高的点云。分辨率是其中一个很重要的参数。分辨率设的越小，模型的细节越多，但处理时间可能会更长。但也不是越小越好，当分辨率为0.15mm时，可能会引起模型某些部位的缺失。
当物体比较小的时候，比如30cm以下，或者期望更好的细节时，我们建议把Resolution设到0.3mm或者0.25mm。
Creality Scan软件允许用户多次执行点云优化步骤。比如，你对当前优化的点云不满意，你可以修改参数，重新执行点云优化。
表1 典型物体的推荐扫描设置
| 人脸 | 人体 | Airpod Pro2 | 鞋子 | 保险杠 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 分辨率 | 0.3-0.5mm | 1mm | 0.25mm | 0.3mm | 0.8mm |
| 敏感度 | 1.0 | 默认 | 默认 | 默认 | 默认 |
| 扫描精度 | 高质量 | 快速 | 高质量 | 高质量 | 高质量 |
| 特征类型 | 几何 | 几何 | 纹理/ 标志点 | 纹理 | 标志点 |
| 物体类型 | 人脸 | 人体 | 小物体 | 中物体 | 大物体 |
¶ 点云编辑
Creality Scan提供了点云编辑功能。在点云优化完成后，用户可以选中不需要的点云，予以删除。
¶ 构网
构网操作把优化后的点云转成三角网格模型。
构网时可以手动配置生成网格的面数，设置网格的平滑度，以及是否孔洞填充和网格是否封闭。
网格的面数越多，模型越精细，但构网所需耗费的时间就越长。
¶ 贴图
Ferret扫描仪具有高清的RGB相机，可以实现3D模型的真彩贴图。
¶ 导入历史工程
用PC扫描时，如果你没有时间等待后处理完成，你可以先点击完成当前扫描，然后未来再用“导入历史工程”功能，把扫描工程文件导入到软件继续处理。
手机扫描，PC处理
Ferret是支持手机扫描的，手机扫描可以带来很好的便携性。很多安卓手机只有8GB的内存，iphone12只有4GB的内存，而很多电脑具有16GB的内存。你可以选择先用手机扫描，在手机扫描完成后保存模型返回至主界面，导出工程，然后在PC上采用“导入历史工程”这个功能，将扫描的工程文件，导入到电脑重新处理，从而可以得到更高质量的3D模型。
¶ 多工程拼接
每次扫描可以只扫描物体的一部分，然后通过多工程拼接功能将他们拼接成一个完整的模型。这对于大型物体的扫描是非常有帮助的。
如何扫描物体的底部？
当你需要扫描某个物体的底部的时候，你可以将这个物体放在桌面上，先完成可见部分的扫描。然后，新建一个工程，把物体侧放或者倒置，再进行一次扫描，通过多工程拼接把这两片点云拼接起来，从而得到完整的3D物体模型。在两次扫描时，应当确保有足够多的相同部分被扫描到。这个相同部分的扫描质量关系到整个模型的拼接质量，因此要保证相似部分足够多，且扫描质量比较高。
结束第一次扫描后，一旦点云优化完成，就可以通过“新建工程”，开始一个新的扫描。在多工程拼接（Merging）页面，可以对多片融合后的点云进行自动或手动拼接。一个手动多工程拼接的示例如下。
在多工程面板，你还可以导入历史工程继续进行后处理，包括点云优化、点云边界、拼接等。
¶ 扫描案例
¶ 人脸扫描
对于CR-Scan Ferret，人脸是最容易扫描的目标之一。对于第一次用3D扫描仪的用户，建议可以从扫描人脸开始。
推荐的扫描配置：人脸| 几何 | 高质量 | 贴图。
如果想获得更精细的网格模型，在点云优化步骤中，我们建议手动把点云的分辨率设到一个比较小的数值，比如0.3mm。如果想获得更平滑的网格模型，可以把分辨率设的比较大，比如0.5mm。
扫描人脸需要注意事项：
（1）被扫描的人尽量保持不动，且保持表情不变，直至扫描结束。
（2）可以睁开眼睛，Ferret扫描仪对人眼是安全的。
（3）扫描时，扫描对象不要戴着眼镜。
（4）蓬松散开的头发是不易被扫描的，因此在扫描时可以戴帽子，抹上干洗发粉增强跟踪，或者女生可以把头发束起来。
以下是用Ferret扫描Nana人脸的案例。
¶ 人体扫描
推荐的扫描配置：人体| 几何 | 快速 | 贴图 | 点云分辨率1mm。
扫描人体的注意事项
（1）在扫描的过程中，被扫描的人和衣服应当尽量保持不动，直接扫描结束。
（2）建议先从正脸开始扫描，按头部、胸部、腰部、腿部的顺序，从上到下扫描。
（3）如有人能站在转盘上，可以获得更好的扫描效果。
以下是Nana的人体扫描案例。
¶ 大物体
汽车保险杠
建议采用标志点模式进行扫描。在下面的案例中，在车头贴了约150个内径为6mm的圆形标志点。需要注意的是，透明的车灯，如果不喷粉，模型在这个部位会有空洞。
扫描配置：大物体, 标志点模式, 高质量, 分辨率 0.8mm. 得到的网格模型包含 223万个三角面片。
方向盘
扫描配置: 大物体, 几何, 高质量, 分辨率0.5mm.
摩托车
感谢Herman Hsu提供的摩托车扫描案例，总共扫描了6500帧.
扫描配置：大物体, 高质量, 纹理模式.
电脑配置: Intel i5-10400H cpu, 16 GB ram, Nvidia GeForce MX250 GPU.
在本案例中，点云的分辨率设置为1mm。
https://www.bilibili.com/video/BV1p94y1L7iN/?t=70.2
发动机盖板
发动机盖板，表面大部分区域都很平坦，所有几何特征不丰富的目标。我们建议用标记点模式进行扫描。在目标表面贴原型标记点，然后采用Marker模式进行扫描。
扫描配置如下：大物体，标记点模式，高质量
本例中发动机盖板的尺寸为592mmx453mmx103mm，Marker的内直径为6mm，点云分辨率（Resolution）为0.5mm，扫描效果如下图所示。
¶ 中型物体
鞋子
当我们扫描以上鞋子时，我们先把鞋子放在桌面上，扫描可见的部分，得到点云Scan 1；再把鞋子做一个翻转，扫描鞋子的底部，得到Scan 2。在点云拼接页面, 可以把这两片点云拼成一个完整的鞋子的模型，如下图所示。
扫描设置: 中物体, 纹理模式, 高质量, 分辨率（Resolution）= 0.25mm.
雕塑
以下是梅花鹿木雕（高38cm）的扫描案例。
扫描设置: 中物体, 几何模式，高质量, 分辨率= 0.3mm. 生成的网格的面片数为200万。
¶ 黑色物体
Ferret扫描仪，对于黑色的物体，无需喷粉就可以直接扫描，为用户带来便利。当然，如果你身边有喷粉可用，采用喷雾可以使得扫描更加轻松。
扫描黑色物体的注意事项
调大IR相机的曝光时间，使得IR图像具有足够的亮度。
扫描配置：中物体，高质量，几何模式，点云优化步骤中的分辨率设置为0.3mm。
¶ 小物体
Airpods pro2
对于这种小物体，我们推荐用纹理模式进行扫描。
具体扫描配置为“小物体, 高质量, 纹理模式, 分辨率 0.3mm”。
需要注意的是，需要事先在桌面贴上一些标记点，如下图所示。需要注意的是：此时，不要选择“**去除平面基底”，**如下图所示（在扫描窗口的底部）。软件需要从桌面提取特征，对点云进行拼接。
得到的模型如下：
白色水杯
我们可以用标记点模式扫描白色的水杯。
扫描设置：小物体，高质量，标记点模式，分辨率Resolution = 0.3mm.
¶ 户外扫描
Ferret扫描仪，在阳光照度小于30k lux的情况，可以在户外进行扫描。
注意事项
（1）尽量在没有太阳直射的情况下进行扫描。如有可能，请在早晨或者黄昏，太阳不强的时候扫描。
（2）太阳光很强时，如果能用伞遮挡阳光，对于扫描是有帮助的。
户外扫描教程：
https://www.youtube.com/watch?v=7wRZUl936BY