3D掃描儀
· Artec Eva
概要：斯旺西大學(xué)使用Artec 3D掃描科技為海洋生物定制標簽以用于海洋生物研究，持續(xù)追蹤動物行為。
目標：使用Artec Eva手持式3D掃描儀捕獲包括鯊魚、海豚、海龜在內(nèi)的海洋生物，獲得準確的測量數(shù)據(jù)，以制作并打印定制標簽。
使用工具：Artec Eva, Artec Studio 12
如果您覺得3D掃描和水不能和諧共生，那你就錯了！Artec專業(yè)3D掃描解決方案目前正參與一項令人激動的海洋生物項目，該項目由斯旺西大學(xué)一位年輕有為的博士生Lloyd Hopkins主持。盡管Artec 3D掃描儀目前還不防水，但它們依然可以成為準確捕獲深海居民的理想方案。通過結(jié)合使用便攜式Artec Eva 3D掃描儀和專業(yè)CAD軟件，Lloyd及其團隊找到了一種全新方式，為多種海洋生物高效定制標簽。
斯旺西大學(xué)動物運動實驗室（SLAM）使用新標簽技術(shù)和領(lǐng)先的數(shù)據(jù)視覺技術(shù)研究海洋生物。這么做的目的在于，進一步了解海洋深處的神奇動物，即使我們平時不常見到它們。通過定制化標簽收集到的重要數(shù)據(jù)，例如動物運動的速度和活躍度，能提供關(guān)于海洋生物遷徙規(guī)律的大量信息，以及海水溫度對動物行為的影響。Lloyd還與其他許多機構(gòu)展開合作，包括阿卜杜拉國王科技大學(xué)、麻省理工、澳大利亞海洋科學(xué)研究所、布朗大學(xué)、瓦倫西亞Oceanografic基金會、Ecocean鯨鯊研究保護組織，重點研發(fā)為不同海洋生物制作標簽的全新方式，無創(chuàng)傷，易使用。如果這些標簽太松， 便起不到效果，甚至還會脫落。太緊的話，又會使動物感到緊張。
動物標簽技術(shù)安全且便于管理，所以近年來自然變得很受歡迎，不僅常用于動物行為研究，還常用于動物保護和管理。“標簽技術(shù)的倫理化發(fā)展是一項重要的里程碑，但是能充分量化并模擬標簽對動物影響的新技術(shù)目前還沒有被充分利用，”Lloyd說道。
為給鯊魚、海豚、海龜?shù)群Ｑ笊镩_發(fā)全新貼身的標簽技術(shù)，并模擬效果，我們必須首先獲得每個動物體型結(jié)構(gòu)的精確測量值。
Lloyd正在研究如何為海洋生物進行快速安全的3D掃描。他還需要一款軟件，配備讓操作者自由發(fā)揮的各項工具，以制作個性化標簽。他們選擇了Artec暢銷的3D掃描儀Artec Eva，并配合使用Artec Studio 12掃描與后期處理軟件。Artec金牌授權(quán)經(jīng)銷商Central Scanning Limited提供了必要的培訓(xùn)與咨詢服務(wù)，確保Lloyd及其團隊能充分利用Artec專業(yè)3D掃描解決方案。
大青鯊鰭掃描效果
“我們相信，3D掃描技術(shù)很快將成為這類研究廣泛使用的主流方式。” Lloyd Hopkins
Lloyd表示，3D掃描是捕獲大型動物、獲取可靠數(shù)據(jù)的方式，我們還能輕松查看并處理這些數(shù)據(jù)。如果沒有這項重要技術(shù)，大多數(shù)研發(fā)過程就只能依賴那些零星的預(yù)估數(shù)據(jù)，無法應(yīng)用到真實環(huán)境中。
“當我們決定使用3D掃描技術(shù)后，Artec這個品牌很快脫穎而出，因為他們的產(chǎn)品易于使用，功能齊全，軟件強大，能自動完成很多工作。”—— Lloyd Hopkins
Lloyd及其團隊為該項目挑選了Artec Eva 3D掃描儀，快速準確地捕獲海洋生物標本與活體的3D數(shù)據(jù)，包括鯊魚、海龜、海豚，以及一些魚類和蟹類。
Eva可同時支持室內(nèi)外的動物掃描，因此能確保獲得所需的測量數(shù)據(jù)。得益于Artec 3D便攜電池組，掃描可以不再受到地點的限制，哪怕就在水池邊！團隊僅僅花了幾天時間，就獲得了不同物種的所需信息，可以說這次的3D掃描非常省時，操作也很簡單，因為通常掃描這類潮濕、反光的活體動物，對大多數(shù)3D掃描儀而言都十分困難！
大型赤蠵龜3D掃描
整個項目的流程如下：首先，Lloyd及其團隊對動物完成高質(zhì)量掃描。就鯊魚、海龜、海豚而言，瓦倫西亞Oceanografic水族館就有保存的動物標本。由于Lloyd需要掃描的一塊鯊魚鰭被存放在一個小型冷凍室，所以呈彎曲狀。然而，這并不是什么難題，他順利捕獲了魚鰭的幾組數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建了模型。
然而，一些3D掃描的動物都是鮮活的生物！比如在捕獲海豚時，馴獸師必須引誘這些高智商動物游到水池邊，便于Lloyd為它們美麗的鰭進行快速細致的掃描。其實，只要掃描一邊的鰭就足夠了，因為另一側(cè)可以在Artec Studio 12掃描與后期處理軟件中復(fù)制并合成。
為動物完成3D掃描后，標簽3D模型的制作包括如下幾步：
通過Autodesk Meshmixer和Fusion 360 CAD軟件將這些掃描數(shù)據(jù)直接圍繞掃描好的動物，用于標簽設(shè)計。通過Autocad Fusion 360，Lloyd圍繞掃描數(shù)據(jù)，設(shè)計并構(gòu)建好標簽，隨即通過收集的測量值，重建魚鰭。隨后，使用Meshmixer調(diào)整網(wǎng)格，如模糊處理縫合的線條，修整高難度掃描區(qū)（如海豚嘴部）。
設(shè)計好符合動物體型的標簽后，就能打印和進行實體測試了。功夫不負有心人。最終成品的大小遠遠超過那些手動測量制作而成的標簽。
Lloyd表示，通過3D掃描收集的信息與傳統(tǒng)手動方式相比，更為穩(wěn)定和精確，因為傳統(tǒng)捕獲方式非常耗時，容易出錯，而且很難理解這些空間數(shù)據(jù)與動物的關(guān)系。雖然我們可以使用模具來制作完成的體形，但這種方式只適用于小型生物或部分軀體。而且制模也要花費大量時間，因為需要等模具成形，此外，這也并非好的方式，因為鮮活的動物無法保持長時間靜止不動！
海豚3D掃描
Lloyd及其團隊最終得以在短時間內(nèi)獲得了全部所需的精確數(shù)據(jù)。盡管該項目還在持續(xù)進行，但海洋生物的3D掃描，尤其是海豚的3D掃描，已經(jīng)吸引到西班牙馴獸師和獸醫(yī)們的注意。動物學(xué)專家十分看好3D科技的各種可能，他們表示，這項科技可以幫助獸醫(yī)節(jié)省大量時間，比如觀察動物成長，或進行尸體解剖，因為尸體的測量值非常重要。
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