3D掃描器的應用及原理 | 合法醫療器材資訊網

三維掃描儀的用途是建立物體幾何表面的點雲（pointcloud），這些點可用來插補成物體的表面形狀，越密集的點雲可以建立更精確的模型（這個過程稱做三維重建）。若掃描儀 ...

三維掃描儀(3D scanner) 是一種科學儀器，用來偵測並分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀資料（如顏色、表面反照率等性質）。 蒐集到的資料常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中建立實際物體的數位模型。這些模型具有相當廣泛的用途，舉凡工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學資訊、生物資訊、刑事鑑定、數位文物典藏、電影製片、遊戲創作素材等等都可見其應用。三維掃描儀的製作並非仰賴單一技術，各種不同的重建技術都有其優缺點，成本與售價也有高低之分。目前並無一體通用之重建技術，儀器與方法往往受限於物體的表面特性。例如光學技術不易處理閃亮（高反照率）、鏡面或半透明的表面，而雷射技術不適用於脆弱或易變質的表面。

三維掃描儀的用途是建立物體幾何表面的 點雲（point cloud），這些點可用來插補成物體的表面形狀，越密集的點雲可以建立更精確的模型（這個過程稱做三維重建）。若掃描儀能夠取得表面顏色，則可進一步在重建的表面上貼上材質貼圖，亦即所謂的材質印射（texture mapping）。

三維掃描儀可類比為照相機，它們的視線範圍都呈現圓錐狀，資訊的蒐集皆限定在一定的範圍內。兩者不同之處在於相機所抓取的是顏色資訊，而三維掃描儀測量的是距離。由於測得的結果含有深度資訊，因此常以深度影像（depth image）或距離影像（ranged image）稱之。

由於三維掃描儀的掃描範圍有限，因此常需要變換掃描器與物體的相對位置或將物體放置於電動轉盤（turnable table）上，經過多次的掃描以拼湊物體的完整模型。將多個片面模型整合的技術稱做影像配準（image registration）或對齊（alignment），其中涉及多種三維比對（3D-matching）方法。