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三维扫描仪滤光片

2024-05-24 林树鑫

三维扫描仪(3D scanner)是一种科学仪器,用于侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。这些数据常被用来进行三维重建计算,在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型在工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等多个领域都有广泛应用。


 三维扫描仪


三维扫描仪工作原理

三维扫描仪的工作原理主要基于结构光扫描、激光扫描、三坐标等原理。

结构光扫描原理:通过投射特定的光模式(如条纹、点或网格)到物体表面,然后使用相机捕获这些光模式在物体表面上的变形。通过对变形光模式的分析,计算出物体表面的三维信息。

激光扫描原理:激光扫描仪发射激光束到物体表面,然后接收反射回来的激光。通过测量激光发射和接收之间的时间差或角度变化,可以确定物体表面点到扫描仪的距离。

三坐标原理:三坐标测量机(CMM)由三个互相垂直的运动轴X,Y,Z建立起一个直角坐标系,通过接触式测量获取物体的三维坐标数据。

地面激光扫描仪测量原理

(地面激光扫描仪测量原理,图源网络,侵删)


三维扫描仪滤光片种类

带通滤光片或窄带滤光片:允许特定波长范围内的光通过,而阻挡其他波长的光。在三维扫描仪中,带通滤光片通常用于增强特定波长光的信号强度,从而提高扫描精度和可靠性。如果需要捕获特定波长范围内的光信号,可以选择使用窄带滤光片;而如果通带较宽或需要捕获多个波段的光信号,则可以选择使用带通滤光片(宽带滤光片)。


 三维扫描仪滤光片


长波通滤光片:允许长于特定波长的光通过,而阻挡短于该波长的光。在红外成像和红外光谱分析中有广泛应用。在红外三维扫描仪中,长波通滤光片可以确保只有红外波段的光被捕获,这对于在夜间或低光环境下进行三维扫描非常有用。

 

偏振滤光片:允许特定偏振方向的光通过,而阻挡其他偏振方向的光。偏振滤光片可以消除物体表面的镜面反射,提高图像的清晰度和对比度。在需要消除表面反射或提高图像质量的场景中,如扫描玻璃、金属或其他高反射率材料时,偏振滤光片可以显著提高扫描结果的质量。

 

中性密度滤光片:均匀地减少所有波长的光线强度,降低整个图像的亮度。这种滤光片有助于在光线过强或需要控制曝光的情况下进行三维扫描。在户外或光线较强的环境中进行三维扫描时,中性密度滤光片可以帮助调整光线强度,确保扫描结果不受光线干扰。

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