3D掃描建模

接觸式3D掃描是透過物理方式探測物品，利用手持式探針在物體表面上的各個端點間移動，以計算出3D成像，類似用筆在紙上描繪圖案線條，但3D掃描則是描繪出物品的立體結構，再透過掃描儀計算後於電腦中成像。接觸式3D掃描幾乎不受物體表面光照影響，因此有較高的準確度，但僅適用於中小型物體，且因需要物理接觸而不適合應用於脆弱物品，像是古文物或藝術品。

_{（圖片來源：news.cision）}

攝影式3D掃描

攝影式3D掃描是利用攝影測量的原理，從多個不同角度拍攝物品並分析靜態照片，由掃描設備自動檢測每張照片相互對應的像素，由於攝影式3D掃描需要分析許多靜態照片，因此資訊量龐大需要透過高功率電腦進行運算。攝影測量技術適合應用在世界各地的地表模型，以及空拍攝影等範圍廣闊的大型場域，其限制之一則是掃描細節分辨率較低，且運算數據成型所需的時間久。
下圖中的藍色圖形代表不同角度拍攝的靜態照片，建立3D模型時即是用這些靜態照片運算出場景、物品的尺寸及樣貌。

_{（圖片來源：Photogrammetry With a UAV Tim Lucas Perth）}

光學式3D掃描

光學3D掃描是將線性圖案投影到物品表面，並透過投影到物品表面的線性圖案，也就是「光柵邊緣」的變形計算物品表面造型，部分光學式3D掃描器能讀取彩色效果，全彩的掃描輔助工具稱為「紋理相機」，光學式3D掃描能一次測量多點及大範圍區域，因此3D掃描儀有固定式360度掃描儀，或手持式快速掃描儀兩種形式，而光源通常為LED白光或藍光，廣泛應用於人體或面部成像。

_{（圖片來源：Digital Engineering）}

雷射光3D掃描

雷射光有「時差測距」以及「三角測距」兩種掃描方式，「時差測距」主要使用雷射光探測目標物，再透過雷射光往返時間差計算物件的表面成像；「三角測距」則是指物體上的雷射光點、感測器與雷射器構成一個三角形，再將雷射光發射到物體上，並透過感測器紀錄雷射光點的反射時間及偏離角度，以此運算物體造型。時差測距主要用於大型工業物體和場域，精確度較高但速度相對於其他3D掃描技術較緩慢；三角測距具高分辨率和準確性，但對掃描物體的表面特性相對敏感，不適用於表面易反光或透明的物品。

_{（圖片來源：Digital Engineering）}

3D掃描建模的運用

3D掃描可以運用的範圍很廣，從小物品到地形表面都可以運用3D掃描建模的技術。常見的運用時機在原廠設計檔案遺失、損毀、無法還原時可以透過3D掃描儀掃描物件還原3D檔案，以快速取得數位資料，提供廠商設計改良的依據；也可以透過掃描競爭對手產品，分析其產品優缺點，利用3D掃描儀的技術獲得競爭對手產品的尺寸、架構等資訊，並進一步改進自家產品的品質 ；另外，3D掃描的逆向工程也可以縮短產品重製設計的時間，已出產的產品需要重新設計時，可以利用3D掃描產品本身，以獲得精確的產品設計圖，並直接在設計圖上做改良，取代傳統靠設計師人眼、手工繪製的時間。下面將為您介紹實務上常見的3D掃描建模應用範圍：

3D人物建模

3D人物建模通常以光學式3D掃描進行，以3D掃描器掃描人物的面部、身體與四肢，掃描完成後即可在電腦中建立出該人物的3D模型，專業的3D掃描器可在5分鐘內完成細節飽滿的全身掃描，多運用在為名人製作蠟像、公仔或遊戲、動畫等虛擬人物的建模。

3D機械建模

3D機械建模依照需要建模的物品而有不同的解決方案，大型機具像是汽車、飛機、航太零件等機械物體積較大且需要較高的精確度，因此多用自動掃描且具有高精準度的雷射光3D掃描；若是一般機械、家電中的小零件，則可以用接觸式掃描。大型的機械建模通常都是檢測、維修的用途，掃描已用過的機械零件，運算出機械零件的大小與變形狀況，可以知道是否需要送修或換新；小型零件掃描則多運用於改良商品設計時所用。

3D文物建模

3D文物建模用於保存文物樣貌，利用3D掃描機可以精準擷取歷史文物的數位資料，並為文物進行修復保存，由於文物的歷史價值高，在實際修復前專家需要再三確認修復後的樣貌是否與原本的樣貌相符，而不能貿然進行修復，因此3D掃描建模的技術可以讓文物在電腦軟體中模擬修復，盡可能保留文物特徵與還原文物樣貌，確認修復後樣貌無誤再著手進行實體修復，另外也可以運用在建立浮雕文物的3D模型，或是應用於文物3D數位典藏。

3D醫療建模

運用在醫療建模的3D掃描技術大致分為兩種，第一種是為患者掃描患部，像是：為蛀牙的病患掃描原有的牙齒以建構與原牙一樣的牙齒模具，或是為需要義肢的患者掃描需要配戴義肢的部位，以順利為患者製作與身體密合的義肢；第二種則是醫美所用，先為要整形的客人掃描臉部，並在3D檔案中模擬整形術後的樣貌，能更有效的與客人溝通期望的樣貌與需要動刀的位置。

3D掃描器的種類

專業的3D掃描器有許多種，依掃描方式可以分為接觸式3D掃描器、攝影式3D掃描器、光學式3D掃描器和雷射光3D掃描器，在不同的掃描方式中還有分手持式、桌上型和機械手臂...等，3D掃描儀器種類繁多，若您有3D掃描的需求，專家會根據您需要的物品使用最適合的3D掃描器。

手機掃描

現在其實也有許多手機軟體可搭載輕便的3D掃描硬體，甚至不需要硬體也可以輕鬆完成3D掃描，像是：Trnio、Sony 3D Creator、Scandy Pro…等手機軟體，但手機掃描往往不如專業3D掃描儀器精準，若您3D掃描建模的物品是運用在商業、學術、醫療等具專業性或講求精細度的3D掃描建模需求，建議您向有專業3D掃描器的專家洽談，以預算內的價格取得最精緻、完整的成品。