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2023-11-03 【3D掃描知識】提高3D 掃描效率的 4 個秘訣大公開！
【3D掃描知識】提高3D 掃描效率的 4 個秘訣大公開！
- 影響 3D 掃描效率的 4 大因素 -
使用3D掃描時掃描速度不夠快嗎？掃描的精細度不夠仔細？可掃區域不夠大嗎？或者你還沒有3D掃描器那就更需要了解清楚其效率原理，及因應其影響因素去找出合適自己的機種！這篇文章帶你深入探討掃描不同物體要注意的事項和甚麼因素會影響掃描過程效率，已有掃描器的要看看這些要素的影響和如何改善，還沒有掃描器或打算購買的更加需要看看去了解清楚自己所需！
甚麼是3D掃描效率？
3D 掃描效率是選擇 3D 掃描器時要考慮的重要因素。它將決定您對不同物體進行 3D 掃描的速度。有幾個因素會影響 3D 掃描效率：
• 點距
• 幀率（FPS）
• 視場角 (FOV)
• 物體尺寸
影響3D掃描效率的因素
2.1 點距
點距離是指最近的兩個 3D 點之間的距離。距離越小，掃描資料的細節越精細。但是，您設定的點距越小，完成掃描所需的時間就越長。
在 3D 掃描中，這個概念通常與「解析度」同義。
點距離是指兩個 3D 點之間的距離。
在掃描物體之前，請根據您的需求選擇合適的點距（解析度）。
2.2 幀率（FPS）
幀速率是點陣圖影像在顯示器上連續出現的頻率，以幀為單位測量。因此，「每秒影格數」(FPS) 規格表示相機在一秒鐘內拍攝多少張照片。
幀率主要取決於物體的材質和軟體演算法。幀速率越高，掃描速度越快。
高幀速率需要良好的 PC 配置，例如強大的顯示卡、RAM 和處理器。若要受益於 3D 掃描器的最大 FPS 容量，請選擇符合配置建議的 PC。
60 FPS 和 24 FPS
2.3 視場角（FoV）
視場 (FOV) 是 3D 掃描器可以從一定距離擷取資料的可視區域。這類似於我們的眼睛一次只能看到場景的一部分。FOV越大，一次可以看到的區域就越大。
FOV是影響掃描效率的另一個因素。當 3D 掃描器具有較大視場時，它能夠在每個畫面中擷取更多資料。就像繪畫一樣；畫筆越大，每次描畫可以涵蓋的空間就越大。
FreeScan UE Pro 提供 600 x 550mm 的大視野。
2.4 物體尺寸
有些 3D 掃描器專為掃描小物件而設計，而有些則更適合掃描較大的物件。選擇針對掃描物件尺寸進行最佳化的 3D 掃描器。
對於中型和大型物體（例如汽車擋泥板或引擎），選擇 FreeScan 系列的便攜式功能可以有效提高掃描效率。
對於硬幣、鑰匙和汽車零件等小物體，請選擇OptimScan-5M plus和 AutoScan Inspec 以獲得更好的細節和更高的效率。
計量 3D 掃描器效率比較
3.1 SHINING 3D的計量解決方案的效率如何？
如上表所示，我們可以看到計量級系列中各掃描器的掃描效率
*AutoScan Inspec 是全自動的，因此該表不表示掃描速度。
**固定掃描器不顯示幀速率，掃描速度是固定的。例如，OptimScan-5M Plus的掃描時間是拍攝單張照片的時間。
攝影測量
具有攝影測量功能的 FreeScan UE Pro
值得注意的是，FreeScan UE Pro 由於其獨特的內建功能攝影測量而特別高效，尤其是在掃描大型物件時。可以使用攝影測量功能來掃描大型物體，無需編碼目標，以確保準確性並提高整體生產力。
傳統的編碼目標需要手動貼上和刪除
3.2 車間：砂型1個，FreeScan 3D掃描器3台
我們的團隊使用三種不同的 3D 掃描器對同一物體進行數位化，以展示其效率。
掃描對象：砂模（20 x 15 x 8cm）
3D 掃描器： FreeScan UE 11、FreeScan UE Pro、FreeScan Combo
這是裝有編碼目標的砂模：
下面，您可以看到我們使用 FreeScan 系列建立的三個 3D 模型之一：
結果：
FreeScan Combo具有 140 FPS 幀速率，是這裡最高效的 3D 掃描器，能夠在 4 分鐘內完成 3D 掃描。
透過案例研究探索 3D 掃描效率
讓我們來看看客戶的一些案例研究，看看您在實際情況下可以期望什麼樣的 3D 掃描效率。
4.1 FreeScan UE 11：20 分鐘掃描 5 公尺錨定系統
錨定系統位於船的前部
在船舶停泊過程中，錨扮演著重要的角色。錨定系統由錨、錨鏈、錨鏈筒、止鏈器、起錨機械及輔助設備組成。
FreeScan UE 11掃描平穩且有效率。它的FOV為510毫米×520毫米，最大掃描速度為1350,000點/秒。Shining 3D 的海事客戶能夠在 20 分鐘內掃描這個 5 公尺長的錨定系統。
使用 FreeScan UE Pro 進行現場掃描
4.2 FreeScan UE Pro：35分鐘掃描4×5公尺模具
風力發電機主軸木模，高5米，寬4米
Shining 團隊使用 FreeScan UE Pro 對軸的內腔和外腔進行全面 3D 掃描。除了耗時的後勤工作（例如爬升、佈線）之外，掃描整個模具大約需要 35 分鐘。結合攝影測量，體積精度可達0.02mm+0.015mm/m。
技術人員正在對木模內部進行 3D 掃描
4.3 FreeScan Trak Pro：無需標記即可捕捉整車
全車掃描
由於FreeScan Trak Pro可以進行無標記掃描，因此可以節省大量掃描前準備工作的時間，提高工作效率，最高掃描速度可達1,370,000點/秒。掃描大型物件非常方便。
該車的數據
4.4 AutoScan Inspec：從 4 小時縮短到 4 分鐘
自動掃描檢查
葉輪數據
Shining 3D 的一位客戶是從事CNC製造的，需要對葉輪進行品質檢驗。然而，三坐標測量機在檢查這種特殊形狀的物體時速度非常慢。如圖所示，檢查直徑10公分的葉輪大約需要4-5小時。這個等待時間太長了。透過AutoScan Inspec，偵測工作可縮短至4分鐘，效率更高了！
4.5 OptimScan-5M Plus：自動批次偵測
人們普遍誤解，認為固定式 3D 掃描器與手持式 3D 掃描器相比不夠靈活或高效，但事實並非如此。
高精度結構光3D檢測掃描儀具有速度快、效率高、精度高、重複性好等優點，尤其適用於掃描容易移動或結構輪廓複雜的產品，甚至需要進行 CPK 批量檢測等場景。
例如，使用 OptimScan-5M Plus 掃描汽車零件。借助自動轉台，不到 10 分鐘即可獲得 3D 資料。
使用 OptimScan-5M plus 掃描氣缸以檢測偏差
此外，高精度結構光 3D 檢測掃描器與協作機器人或多台機器結合使用可實現批量檢測和自動報告輸出，效率極高。
使用機械手臂掃描
結論
總之，對於掃描中型和大型物體，建議選擇FreeScan系列掃描器。
➔ 對於較大的物體：
對於大型物體，我們需要減少體積誤差，同時最大限度地提高效率。為此，FreeScan UE Pro具有內建攝影測量功能。因此，它能夠在不犧牲速度的情況下提供高精度。FreeScan Trak Pro具有無標記掃描的優勢，可減少掃描前的準備時間。
➔ 對於掃描中小型物體：
我們推薦OptimScan-5M Plus和 AutoScan Inspec。它們的優點在於精度高、點距小。
➔ 對於小物體：
掃描效率極高。其中，AutoScan Inspec是一款全自動掃描儀，對於掃描小物件來說方便且有效率。OptimScan-5M Plus共有三種量程：100mm*75mm、200mm*150mm、400mm*300mm。對應的點距為0.04mm、0.08mm、0.16mm，為不同尺寸的物體提供了更多的選擇。
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參考資料