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三维扫描仪如何将实物转换为三维数据？

先临课堂

2025.11.05

      光学三维扫描仪的主要组成部分是相机及光机（既投影）。相机的作用，我们很容易就理解，那光机呢？三维扫描仪又是如何通过实物转换得到三维数据的呢？

      本期，给大家详细介绍从实物转换为三维数据的过程。



      光学三维扫描仪的工作原理，就是光机投影出特定的光线在被扫描物体上，物体反射光线，设备相机接收到反射光线后，通过三角测量法计算，从而将实物转换为由有限点组成的三维数据。

光学三维扫描仪扫描物体
我们倒推一下。

点如何组成三维数据？点是怎么来的？


点如何组成三维数据？

      首先来看下三角测量法的原理，见下图。通过此方法，可以获取某一个点的位置信息。



三角测量法的原理

三角测量法原理










      当我们需要复制一条曲线时，我们可以将曲线上的关键点的坐标测量出来，然后用线将其连接。当这样的线有多条时，就可以将这些线组成一个完整的面，这个就是曲面建模思路。三维扫描就是借鉴了这种思维。


      对于扫描中的物体，其并不是一个点，也不是一堆点的聚合物。这时，我们要做的步骤就是将物体进行抽象化处理成有限个点的集合，这些就是关键点，通过确认各关键点的位置信息，得到最终的三维数据。

点是怎么来的？

如何提取被扫描物体上的关键点？

物体上哪个是关键点，哪个不是，接下来该怎么办？

      现在需要按照一定距离抽样，抽取关键点，然后做好标记。
      抽样的关键就是利用光机在物体表面投射特定的光线，当关键点确定好后，三维扫描数据的获取流程就走通了。




原理总结：

通过本文的介绍，我们倒推了三维数据获取的原理。

利用光机投射特定光线在物体表面，人为标记关键点，相机接收到反射光线，利用三角测量法，计算各关键点的位置坐标，通过各点的位置，点组成线，线组成面，最终得到物体的三维数据。