3D掃描儀
挑戰: 為保存一對鹿角對其進行3D掃描,同時為線上、VR/AR以及3D打印縮放和全尺寸提供可用的版本。
解決方案: Artec Leo, Artec Studio
效果: 對鹿角進行掃描準備只需2分鐘,Artec Leo在5分鐘內即可完成捕捉,使用Leo的HD模式還可獲得更高性能。將Leo掃描的數據處理成3D模型完成整個過程用時56分鐘。至此,模型以用于Sketchfab的OBJ格式導出,并以STL格式導出用于3D打印。
為什么選擇Artec 3D? Artec Leo能夠快速、輕松地從各種角度掃描鹿角,而不受任何線纜或筆記本電腦的束縛。Leo逼真的紋理相機能夠輕松捕捉鹿角的有機色彩,讓最終的3D模型更加逼真,而無需額外的3D建模或色彩增強。
Artec 3D金牌認證技術員Derek Paulson,正在使用Artec Leo對鹿角進行掃描。圖片來源My Engineering Ltd.
在北美洲,打獵已經成為控制鹿群數量的常規手段,由此引發了許多爭議。為了覓食,白尾鹿常常闖入城郊和農田,尋找玉米、豆類、水果以及能夠找到的任何其他食物。它們不僅會破壞農作物,還會傳播蜱傳疾病。在白尾鹿的分布區內,另一個普遍存在的重要問題是由鹿導致的車禍,讓死亡人數不斷攀升。
對于加拿大消防員Logan Johnson來說,打獵早已成為生活中的一部分,但最近一次非同尋常的打獵經歷卻改變了他的生活軌跡,將千年的弓箭打獵行動與新的3D技術結合。
為了紀念獵得迄今為止強壯的鹿,Johnson像其他獵手一樣:尋找標本制作師,將鹿角裝裱保存起來。但之前的一次經歷讓他對邁出這一步仍然心存疑慮。
幾年前,Johnson在獵殺了一只鹿后,把鹿送到了標本制作師那里,結果卻損失慘重。標本制作商不知何故把鹿“弄丟”了,接著人去樓空。
Johnson不想再冒這樣的風險,在網上研究了各種可能性之后,于是決定采用3D掃描技術對鹿角進行數字化存檔。
截屏是鹿角最終的3D模型。圖片來源My Engineering Ltd.
隨著對3D數字保存了解得越多,Johnson就越清楚這是好的選擇。創建尺寸精確的彩色3D鹿角復制品,不僅可以用于標本制作,即使標本未來可能面臨其他的危險:如火災、盜竊、洪水、損壞等等,也能得以保存。
Johnson找到了當地的3D掃描專家——加拿大阿爾伯塔省Artec 3D金牌認證合作伙伴My Engineering Ltd.。緊接著他被安排到辦事處開始進行掃描。
設置鹿角僅用了2分鐘,隨后使用Artec Leo進行了5分鐘掃描,作為一款專業手持式3D掃描儀,提供亞毫米級精度的彩色3D掃描,具有高FPS捕獲率,并且在掃描過程中完全不受線纜的干擾。
Leo背面的觸摸顯示屏能夠讓您實時查看掃描結果,確認掃描對象是否達到100%覆蓋率。
掃描結束后,數據傳輸到Artec Studio軟件,經過56分鐘的處理,被轉換成彩色3D模型,用于3D打印和其他應用。
Artec Studio截屏:Leo掃描的鹿角和頭骨的3D模型。圖片來源My Engineering Ltd.
導出的OBJ模型,用于上傳到Sketchfab和其他用途,而STL模型用于3D打印,以PLA作為所選材料。
Johnson談起整個掃描過程:“對我來說,鹿角上不能使用噴劑或貼紙,這一點至關重要,因為眾多的3D掃描儀都有類似要求;但Leo卻能夠在不使用這兩種材料的情況下完成得十分出色。并且掃描速度非常迅速。現在,當我在屏幕上看到鹿角的3D模型時,盡管是微小的細節都會讓我驚嘆不已。”
在決定采用3D掃描技術之前,Johnson也曾考慮過另一種方式:通過手工塑型來復制鹿角,制作出栩栩如生的塑料復制品。但這一過程不僅成本高昂(Johnson得到的報價是2400美元,而使用Leo掃描僅為330美元),而且塑料復制品仍然存在被毀壞或盜竊的風險。
My Engineering公司向Johnson提供的首批應用之一是3D打印鹿角和頭骨的微縮復制品。他欣然接受了這個建議。結果自然不言而喻。
鹿角和頭骨的3D打印桌面級尺寸模型。圖片來源My Engineering Ltd.
My Engineering的總裁Tim Gaida, P.Eng表示:“除了最初的鹿角桌面級尺寸模型之外,鹿角3D模型還有許多其他可能性,包括線上展示,例如VR/AR應用,乃至使用3D掃描對鹿角進行評分的想法。”
他繼續說道:“傳統中獵人使用卷尺為鹿角評分,量化鹿角的大小和比例。有了3D掃描,精確度提高非常多,因為我可以在瞬間告訴您鹿角從上到下,每一根側枝、鹿冠和平展鹿角的精確體積尺寸。”
Artec Studio X射線模式下的鹿角和頭骨3D模型視圖。圖片來源My Engineering Ltd.
Gaida還解釋說,今后重新掃描鹿角并將生成的3D模型與鹿角的原始3D模型進行比較,用于檢查在此期間發生的任何損壞或其他變化將非常簡單。
正如Gaida所說:“這正是Artec Leo與Artec Studio軟件成為博物館和私人收藏理想之選的原因。通過掃描一件物體,也許是一幅畫或是一座雕塑,您可以了解它的現狀,隨時間進行追蹤,每次掃描通常僅需一兩分鐘。”
剛剛打印完成的3D打印鹿角和頭骨的桌面級尺寸模型。圖片來源My Engineering Ltd.
他繼續說道,“這是100%安全的,無需接觸物體、不使用任何噴劑或標記,取得掃描結果之后,就可以輕松地將其應用于線上展覽、VR、AR或增材制造,用來制作各種尺寸高度逼真的3D打印復制品。”