這是一個無所不能的時代,一些你認為只會在科幻中出現的產品,其實早已存在3D掃描器就是其中之一。借助它超強的能力,許多基礎工業的日常運作都在發生著翻天覆地的變化。
即使如此,它的潛力也只是得到了初步開發,未來若能和3D印表機搭配使用,一定會煥發更加強大的活力,甚至有望成為創客的必備神器之一。不過現階段的價格問題是它繞不開的一大槽點。
所以,我們需要在購買之前摸清它的底細,看看這傢伙能否物有所值,甚至成為回本神器。
3D掃描器是怎麼工作的?
說到3D掃描器,許多人的第一印象可能會覺得它是台加強版的相機,不過其實它的主業是製作3D渲染圖。
3D印表機會搜集它視野內的物體資訊,不過跟相機有所不同,它記錄下的是物體各部分的位置資訊,而不是其色彩和外觀。那麼3D掃描器是如何記錄下這些位置資訊呢?原來是靠計算掃描器和物體表面點陣的距離得來的。
一般來說,3D掃描器可以分為兩類:接觸式和非接觸式。
接觸式掃描器,顧名思義,需要與被掃描物體直接接觸。相反,非接觸式掃描器則不需要直接接觸,它依靠鐳射或輻射(如X光或超聲波)來搜集被掃描物體的資訊。
不過市售的3D掃描器還是有一定的局限性,它們暫時還只能搜集物體可見表面的資訊。下面的視頻中,Ben Heck就探討了一些掌上型3D掃描器在工作時的局限性。
正因為如此,想要得到一張完整的3D渲染圖,就需要掃描器從不同角度採集多組資訊,然後再將這些資訊綜合起來。不過隨著3D掃描技術的逐步成熟,這一看似複雜的過程所耗費的時間正在不斷縮短。
目前,多數的商用3D掃描器都為非接觸式
非接觸式掃描器工作時,會將雷射(點、線或者陣列式)投射到物體表面,隨後掃描器就能根據物體反射光,判斷物體的位置資訊。此外,掃描器上還裝配了一個感測器,用來搜集物體的形狀資訊(基於反射光的角度得出)。
顯而易見,3D掃描的過程中會產生巨大的資料量,這些資料需要一個強大的軟體來處理。網上這類軟體琳琅滿目,到底要如何選擇呢?根據自己想要達到的目的選擇吧。還是那句話,適合你的才是最好的。
3D掃描器到底有什麼用?
在大型基礎工業中,3D掃描器有著相當廣泛的用途。舉例來說,博物館可以利用該技術來製作知名藝術品的3D渲染圖以供研究,廠商則利用該技術來製造零部件。看似這些用途與我們的日常生活關係不大,但其實它在家用領域潛力十足。
找一隻貓——掃描一隻貓——列印一隻貓
最簡單的應用方式就是結合3D印表機打造小比例的模型,你可以試著列印一台自己愛車的模型,或者自己給朋友做出獨一無二的紀念品。對於設計師來說,你甚至可以通過它來完成自己的設計項目。
即使沒有3D印表機的協助,3D掃描器製作的3D虛擬模型也價值連城。在遊戲設計中,這些虛擬模型可以讓遊戲畫面變得更加真實和細膩。
只要你擁有一台足夠強大的3D掃描器,再配上自己天馬行空的想像力,這世界上沒有什麼是你做不出來的。(我可沒說大話,現在技術人員不都列印出食物了嗎?)
你應該買一台3D掃描器嗎?
說到剁手的話題,與其討論買不買的問題,不如討論到底什麼時候買。不過進坑之前,你還是要考慮兩個重要因素。
3D掃描技術還在成長期
雖然未來幾年中該技術還會繼續發展,但市售的3D掃描器已經相當成熟,基本可以幫你完成大部分任務了。不過研發中新技術也相當誘人,未來3D掃描器可能會直接被做成雷射晶片,甚至可以直接裝進智慧手機中,使用手機攝影機即可進行掃描。
價格問題是它不能言說的痛
隨著技術的發展,3D掃描器的售價已經一降再降,但它依然跟平易近人沒有半毛錢關係。許多入門級產品的售價已經降到了600美元左右,但大多數還定價在1000美元以上,雖然看起來比高端筆電貴不了多少,但一般消費者在買買買之前還是會看看自己錢包的。
而且,如果你沒有3D印表機,它的功能也會受到一定的限制。雖然3D印表機也在降價,但低端型號的起售價也要達到350美元,這也是一筆不小的的花費。
3D掃描器剁手指南
Digitizer (售價1200美元)
MakerBot公司出品的Digitizer絕對是同類產品中的佼佼者。只需要12分鐘,它就能用點陣從各個角度將物件掃描一遍。另外,Digitizer還能將掃描到的資訊直接轉成3D列印所需的格式。
MakerBot提供的軟體還能將掃描、編輯和列印的過程無縫連接起來,另外,它還能實現不同掃描資訊的整合。
不過Digitizer也不完美,它的掃描場相對較小,所掃產品最大邊長不能超過8英寸,重量也不能超過3公斤。另外,該產品還處在研發的早期階段,在正式上市前還有許多工作要做。
Scanify (售價1490美元)
Scanify是一款掌上型掃描器,你可以用它製作全彩3D渲染圖,而且它有著絕對領先的速度,製作一張圖只需0.1秒。
因為Scanify可手持使用,所以它在掃描過程中有著極佳的靈活性,不過想要保持掃描的精度,還是需要一些必要的輔助。Scanify的掃描速度取決於被掃描的物體:物體顏色、棱角和反光都會對掃描所需時間帶來較大的差別。
另外,你還可以使用Scanify配套的專業版軟體,每年只需99美元就能得到更高階的編輯、整合和3D列印功能。
Matter and Form 3D掃描器 (售價600美元)
如果以上兩款3D掃描器的售價讓你覺得囊中羞澀的話,你可以看看Matter and Form公司的產品。該掃描器原先是Kickstarter上的一個眾籌計畫,不過現在已經成為了業界最具性價比的產品。
如上圖所示,它有一個可旋轉的掃描平臺,此外,配合掃描的相機也可上下移動,這樣該產品就可快速從每個角度捕捉物體的細節,只需五分鐘就可完成整個掃描過程,其成品品質也具備與那些高價型號一戰的實力。
不過與價位更高的Scanify相比,它還是有一定的短板,掃描區域不超過7英寸*9.8英寸,重量也不能超過3公斤。不過該公司會附贈相關軟體,有了它你就可以製作用於3D列印的水密網格(watertight mesh)了。
Matter and Form Bevel (售價80美元)
上圖這款產品名為Bevel,它也來自Matter and Form公司,主攻行動掃描市場。只要通過耳機孔連上這款配件,你的智能手機就擁有了3D掃描的能力。掃描時,手機攝像頭會與Bevel內置的雷射燈一同工作,隨後製作出羽量級的3D圖像。
該產品現已進入預售階段,未來它會相容安卓和iOS雙平臺,並且為用戶提供3D拍照功能,拍攝的圖片還能直接用於3D列印。不過它最大的殺手鐧還是其超低廉的價格(80美元),該產品預計將於2016年冬天正式開售。
ETH蘇黎世公司的 3D掃描應用
對於3D掃描器,難道就沒有更好的解決方案了嗎?肯定有啊,這不,一家公司就做了一個應用,不用外接任何設備就可以直接將你的手機或平板變成3D掃描器。
許多應用都能讓你秒變攝影師,但這個應用更強悍。ETH蘇黎世公司的3D掃描軟體雖然還未開發完成,但該公司宣稱,使用該款軟體就可以做出精確的周邊環境3D渲染圖,最重要的是,你不需要購買任何配件。
3D掃描器會成為你未來生活的一部分嗎?
既然3D掃描和3D列印在世界工業生產中已經佔據了自己的一席之地,我相信它們絕不是曇花一現,就讓我們拭目以待吧。
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