3D扫描仪选型分析 – 植物3D数字化

近年来，在植物生长形态分析领域中，对3D扫描的需求逐渐增加，这主要得益于3D扫描技术带来的效率提高、高精度数据和便捷性。人们在选择3D扫描仪进行植物生长形态研究时，往往会考虑以下因素：价格、是否需要贴点、精度、精细度、彩色扫描能力、品牌知名度等。诚然，这些因素对购买决策至关重要，但也应同等考虑其他一些因素。

植物扫描的3D扫描仪选型考虑指标

1. 数据还原度

– 材质适应性（比如黑亮、高反光等，能否直接扫的出来还是需要喷反差增强剂后才能扫）

– 数据完整度（死角、深孔、遮挡、凹槽、“细枝末节”是否扫的更为完整）

– 数据精细度（细节/纹路是否还原出来、棱角是否分明）

2. 精度

精度决定了扫出来能不能用以及在哪个领域用。所以需要确定：精度要求（多大的物品对应要求的精度）、精度重复性要求、是否直接用于生产、是否存在变形（翘边）等。此外，点精度会直接影响精细度。点精度越高，细节才会更好。

3. 尺寸适应性

物品若超过4m，累计拼接误差可能会偏大，可能需要全局摄影测量系统保证；物品尺寸若在0.3m以内的，对精细度要求比较高。

4. 环境适应性

在哪里扫，室内还是室外？是否有户外阳光直射环境？现场是否可以控制气流（气流会影响叶子浮动）。

5. 预算

决定了选择3D扫描仪类型的上限，是否可以选择更好的扫描仪，比如激光3D扫描仪。

iReal 2E和SIMSCAN在植物扫描中的比较

测试一

在下面的视频中，iReal 3D的工程师进行了植物扫描测试，以比较iReal 2E和SIMSCAN的数据扫描能力。

测试二

为了获得更加严谨的数据，我们进行了第二次测试。

使用iReal 2E三维扫描仪进行植物扫描：

使用SIMSCAN三维扫描仪进行植物扫描：

扫描结果

扫描完成后，我们对比了两组数据。 可以得出结论：两者都可以进行 3D 扫描，且无需在植物上贴点。iReal 2E是靠植物的几何构造以及自己构建的特征进行几何特征拼接，可以无需贴点即可扫描；SIMSCAN 是靠将标记点框架上（辅具）进行标记点拼接，也可以无需在植物上贴点即可扫描。

我们将从数据完整性的角度来看这些数据。

如图所示，细长茎秆，SIMSCAN可以扫描得更全，得到的植物表面特征越丰富。

叶、茎，SIMSCAN可以扫描得更全，得到的植物表面特征越丰富。

数据完整度差异原因剖析

1. SIMSCAN扫描仪的相机距离更小：SIMSCAN两个相机距离只有130mm，所以在扫描过程中两个相机的共同视野会更多，相机被遮挡的越少，数据将会扫描的越全；

2. SIMSCAN拥有单线激光补扫功能：经过测试，SIMSCAN的孔深比大概是1：2.1，iReal 2E 孔深比大概是1:1.2左右；所以，SIMSCAN对于深孔、凹槽的扫描能力更强；

3. SIMSCAN点精度更高：SIMSCAN最高精度是0.02mm，比iReal点精度（最高精度0.1mm）高很多。所以对于细长、细小的特征，这些位置的点可以被精准地计算出来，最终呈现的是SIMSCAN扫出来的数据更全；

4. SIMSCAN 扫描角度更全：只要标记点贴的足够全，扫描角度就可以够多，扫描获取的数据的也会越全；对于iReal来说，需要有足够的特征才能进行扫描，所以角度上相对而言会受限一些，数据完整度自然会缺失不少。

3D扫描仪选型建议

如果没有充足的预算，那也可以考虑先买iReal 2E，后期再升级激光3D扫描仪；如果有充足的预算，可以买激光扫描仪，可以获取数据完整度更高的植物三维模型，可以进行更准确的数据分析。更多关于3D激光扫描仪的信息，您可在思看科技官方网站了解详情。