三維掃描儀（3D scanner）是一種科學儀器，用于偵測并分析現實世界中物體或環(huán)境的形狀（幾何構造）與外觀數據（如顏色、表面反照率等性質）。這些數據常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中創(chuàng)建實際物體的數字模型。這些模型在工業(yè)設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫(yī)學信息、生物信息、刑事鑒定、數字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等多個領域都有廣泛應用。

三維掃描儀工作原理

三維掃描儀的工作原理主要基于結構光掃描、激光掃描、三坐標等原理。

結構光掃描原理：通過投射特定的光模式（如條紋、點或網格）到物體表面，然后使用相機捕獲這些光模式在物體表面上的變形。通過對變形光模式的分析，計算出物體表面的三維信息。

激光掃描原理：激光掃描儀發(fā)射激光束到物體表面，然后接收反射回來的激光。通過測量激光發(fā)射和接收之間的時間差或角度變化，可以確定物體表面點到掃描儀的距離。

三坐標原理：三坐標測量機（CMM）由三個互相垂直的運動軸X，Y，Z建立起一個直角坐標系，通過接觸式測量獲取物體的三維坐標數據。

（地面激光掃描儀測量原理，圖源網絡，侵刪）

三維掃描儀濾光片種類

帶通濾光片或窄帶濾光片：允許特定波長范圍內的光通過，而阻擋其他波長的光。在三維掃描儀中，帶通濾光片通常用于增強特定波長光的信號強度，從而提高掃描精度和可靠性。如果需要捕獲特定波長范圍內的光信號，可以選擇使用窄帶濾光片；而如果通帶較寬或需要捕獲多個波段的光信號，則可以選擇使用帶通濾光片（寬帶濾光片）。

長波通濾光片：允許長于特定波長的光通過，而阻擋短于該波長的光。在紅外成像和紅外光譜分析中有廣泛應用。在紅外三維掃描儀中，長波通濾光片可以確保只有紅外波段的光被捕獲，這對于在夜間或低光環(huán)境下進行三維掃描非常有用。

偏振濾光片：允許特定偏振方向的光通過，而阻擋其他偏振方向的光。偏振濾光片可以消除物體表面的鏡面反射，提高圖像的清晰度和對比度。在需要消除表面反射或提高圖像質量的場景中，如掃描玻璃、金屬或其他高反射率材料時，偏振濾光片可以顯著提高掃描結果的質量。

中性密度濾光片：均勻地減少所有波長的光線強度，降低整個圖像的亮度。這種濾光片有助于在光線過強或需要控制曝光的情況下進行三維掃描。在戶外或光線較強的環(huán)境中進行三維掃描時，中性密度濾光片可以幫助調整光線強度，確保掃描結果不受光線干擾。