CR-Scan Otter是一款兼容小物体和大物体(“大小通吃”)的高精度手持式3D扫描仪,最高精度可达0.02mm。小到硬币、大到整个人体、大型汽车零部件,都可以轻松扫描。这主要得益于创新的四目立体视觉设计,包括一组长焦距双目子系统和一组短焦距双目子系统。前者用于近距离捕捉中小型物体的细节;后者具有更大的视野,用于扫描相对较大的物体,确保稳定跟踪和高效率。
主要特征
Creality Scan软件提供了多种扫描模式。选择适当的扫描模式对不同类型的目标是很重要的。
如何选择特征类型?
(1)几何:对于具有丰富几何特征的对象,建议使用几何模式进行扫描。
(2)纹理:对于具有有限几何特征的小型对象,建议在放置或绘制标记点后应用纹理模式。对于非常小的对象,标记点可以放置在桌子上。对于具有丰富纹理但几何特征有限的对象,可以直接使用纹理模式进行扫描。
(3)标记:对于几何特征有限的对象,软件还提供了标记模式进行扫描。此模式需要在对象表面附加反射圆形标记点。对于大型对象,应使用内径为6mm的标记点,而对于小型对象,则可以使用内径为3mm的标记点。
如何确定一个物体是否具有丰富的几何特征?
具有标准几何形状,例如立方体或圆柱体,或者具有缺乏明显几何特征的大平面表面的物体,不具有丰富的几何特征。像圆柱形杯子,方形盒子或卡车货舱这样的常见物体不具有丰富的几何特征。
另一方面,像人像雕塑,鞋子或玩偶模型这样的物体具有丰富的几何特征。
精度
如果希望获得更好的细节,请毫不犹豫地选择“高质量”。如果您的计算机配备了独立显卡(GPU),高质量模式会更加流畅。
对于大型对象或配置较低的电脑,可以选择“快速模式”进行扫描。
转盘
关于“转盘”选项,如果您选择“是”,则在跟踪过程中会移除转盘平面上的点云。
所有扫描仪的精度都与扫描距离相关。一般来说,扫描仪距离目标越近,同时仍能获取点云,精度就越高。Otter扫描仪的最小工作距离为11cm,最大距离可达100cm。对于扫描较小的物体,应将扫描仪放置在足够接近目标的位置,以确保可靠跟踪而不失精度。
请按照扫描软件提供的距离指示保持“最佳距离”。
Creality Scan提供两种相机曝光控制模式:自动曝光和手动曝光。
对于较大的目标,例如人脸,可以使用自动曝光进行扫描。
对于较小的物体,自动曝光可能不准确。建议手动调整红外相机的曝光时间。
在扫描过程中,Creality Scan提供了一个质量色谱图,用于指示当前扫描质量是否足够高。以下图片是根据点云的质量色谱图确定扫描是否充分的示例。左侧的物体显示了红色和绿色的混合,表明扫描点云的质量相对较差,而右侧的物体呈现出均匀的绿色,表明扫描点云的质量相对较好。
扫描过程结束后,需要进行点云优化,以融合扫描的多帧点云(数百甚至数千帧),获得更高质量的点云。
分辨率是这个过程中的一个重要参数。较小的分辨率设置将捕捉模型中的更多细节,但可能需要更长的处理时间。然而,将分辨率设置得太小,如0.05毫米,可能会导致模型的部分缺失。
在处理较小的对象时,例如小于25厘米的对象,或者追求更好的细节时,建议将分辨率设置为0.1mm或0.15mm。
**灵敏度:**这个值越大,可以保留的点就越多。值越小,被过滤掉的点可能会越多。
Creality Scan软件允许用户多次执行点云优化。例如,如果您对当前的优化结果不满意,可以修改参数并重新运行点云优化步骤。
表1 典型物体的推荐扫描配置
人脸 | 人体 | Airpods Pro2 | 鞋子 | 汽车保险杠 | |
---|---|---|---|---|---|
分辨率 | 0.2-0.4mm | 1mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.8mm |
敏感度 | 1.0 | 默认 | 默认 | 默认 | 默认 |
精度 | 高质量 | 质量 | 质量 | 质量 | 质量 |
特征类型 | 几何 | 几何 | 标记点 | 纹理 | 标记点 |
物体类型 | 人脸 | 人体 | 小物体 | 中物体 | 大物体 |
一键处理是为没有3D扫描仪使用经验的新手设计的。
如果希望获得更好的扫描质量,不建议使用一键处理,而是手动调整每个处理步骤的参数。
Creality Scan提供点云编辑功能。在点云优化完成后,用户可以选择并删除点云中不需要的点。
构网操作将点云数据转换为三角网格模型。
在进行网格化过程中,可以手动配置生成网格的面数、调整网格的平滑程度,并选择是否填补孔洞和封闭模型。
网格面片数越多,模型越精细,但生成网格的时间也越长。
Otter扫描仪配备了高清RGB相机,可以捕捉3D模型的真彩纹理。
在使用PC进行扫描时,如果您没有时间等待后处理完成,可以点击“完成”,并在将来使用“导入历史工程”功能将扫描项目文件导入软件进行进一步处理。
每次扫描只能捕捉对象的一部分(比如,物体的底部扫描不到),可以使用多工程拼接功能将它们合并成一个完整的模型。这个功能对于扫描更大的物体非常有帮助。
如何扫描物体底部?
当需要扫描物体的底部时,可以将物体放在桌面上,先扫描可见部分。然后,创建一个新工程,并将物体侧放或倒置以进行另一次扫描。使用多工程拼接功能将这两组点云合并在一起,得到物体的完整3D模型。在两次扫描过程中,请确保有足够的重叠区域。
完成第一次扫描并进行点云优化后,您可以通过选择“新建工程”开始新的扫描。在多工程拼接页面上,可以自动或手动合并融合的点云。以下是手动多工程拼接的示例。
为了帮助用户快速选择合适的扫描参数,以下给出了一些实际的CR-Scan Otter扫描案例,每个案例都附带相应的扫描参数。
Airpods Pro2
尺寸: 30mmx20mmx17mm
设置: 标记模式,小型物体,高质量,分辨率0.1mm
使用直径为3毫米的反光标记点。
犀牛玩具
尺寸: 196mmx117mmx65mm
设置:几何模式,小型物体,高质量,分辨率0.15mm
小恐龙
尺寸: 260mmx120mmx65mm
设置:几何模式,小型物体,高质量,分辨率0.15mm
牙模
尺寸: 70mmx60mmx30mm
设置:小物体,几何模式,高质量,分辨率0.1mm
发动机水泵
尺寸: 170mmx140mmx120mm
设置: 几何模式,小型物体,高质量,分辨率0.15mm
发动机油泵
尺寸: 200mmx135mmx99mm
设置**:** 小物体,几何模式,高质量,分辨率0.15mm
花瓶
尺寸: 500mmx300mmx230mm
设置: 中物体,纹理模式,高质量,分辨率0.3mm
骑士
尺寸: 500mmx360mmx140mm
设置: 几何模式,中物体,高质量,分辨率0.2mm
孔雀
尺寸: 970mmx550mmx250mm
设置: 纹理模式,中物体,高质量,分辨率0.3mm
设置:人脸,几何模式,高质量,分辨率0.2mm
这个人脸模型包含452.4万个三角面片。
当选择在高质量模式下扫描面部,需要设置更长的相机曝光时间,但不能过曝。高质量模式可以获得更好的细节,而快速模式更适合扫描头发。
建议的扫描设置:人体 | 几何 | 快速 | 彩色贴图,分辨率 = 1mm。
扫描人体的注意事项
(1)在扫描过程中,被扫描者及其衣物应尽量保持静止,直到扫描完成。
(2)建议从正面开始扫描,按照头部、胸部、腰部和腿部的顺序,从上到下进行扫描。
(3)如果有人能够站在旋转台上,可以得到更好的扫描结果。
完成全身扫描需要多长时间?
如果您熟悉扫描仪的操作,最快可以在2分钟内完成全身扫描(i7 CPU,Nvidia 1060 GPU)。这里的时间指的是扫描时间,而不是处理时间。
设置:标记点模式,大物体,高质量,分辨率1mm
对于户外扫描,特别是对于中、小型物体,建议选择“快速模式”。 Otter的快速模式中的结构光抗阳光干扰性能更好。当涉及到大型物体时,快速模式和高质量模式之间的抗干扰性几乎是相同的。