裂隙暗角,纤毫毕现

3DDynamics公司的Mephisto Extreme 3D扫描仪借助AVT Pike 数码相机扫描静物、人体,动植物,实现三维上的最高精确度。

 

3DDyamics
3DDynamics公司专业从事三维扫描。这家高科技公司坐落在靠近安特卫普(比利时)的斯赫拉芬韦泽尔,研发关于物体数字化的硬件和软件解决方案。它们的应用市场非常广泛,从博物馆展品数字化到航空工业不等,甚至还涉足医学成像。

挑战:三维物体数字化

在这个数字化时代,所有东西都经过电脑存储、处理和传输:消息、图片、音乐、电影、技术数据、计划等等。最重要的是,大多内容都是数字化产品。如果没有原始数字化文件,那么人们就对其进行扫描。但是,博物馆如何将一个古埃及半身雕塑数字化呢?或者,科学家如何用电脑程序分析大自然中的物体,比如骨骼或植物呢?工程师在没有原始CAD数据的情况下,怎样能测量并重现竞争对手的产品呢?解决方案的关键就在3D扫描,即把三维物体的原件扫描成虚拟模型。

解决方案:Mephisto Extreme 3D扫描仪

3DDynamics公司的3D 扫描仪名字叫Mephisto(墨菲斯托)。它组合了高级硬件和专利软件,能传送出高分辨率、完全逼真的3D模型,包括古代艺术作品、工业零件及材料和生物物质的模型。公司的首席技术官Aivaras Grauzinis解释道:“有些结构——如毛发或黑色材料——对3D扫描系统而言是一个挑战。然而凭借Mephisto,即使是那些很难扫描的物体也可以被数字化。”

Mephisto Extreme由一个高质量投影机和两台数码相机组成,均由系统电脑控制并可互相同步。投影机是一台Infocus DLP投影机,最高可达3000 ANSI流明和2000:1的对比率。通过这台投影机,一个光栅被投射到原始物体上。根据不同的物体和所需的分辨率,Mephisto软件生成从二进制黑白到复杂的灰调和彩色等多种栅格结构。一台Allied Vision Technologies的数码相机拍摄物体图像,并通过FireWire连接将图像传输到电脑以便进行进一步的处理。Mephisto软件从投影到物体的光栅上以最高的精确度测量出物体的体积,并生成虚拟模型。第二台相机则是一台高分辨佳能数码单反相机,主要记录下物体的表面。这台相机的分辨率可高达1200万像素,可捕捉到物体表面的颜色和图案。这些信息都将通过软件传输到3D模型上。

投影机和两台相机都安装在一个附有脚踏的共用支架上。硬件可以相对容易地打包运输到扫描现场,如考古挖掘现场。一个可选购的转台能提供360度拍摄。这款所谓的Mephisto转台由软件接口直接控制,并与相机同步。至于无法放到转台上的较大物体或较重物体——比如将人体数字化——至多九台扫描仪可以联网到一台电脑上。这样,即时是不同的部位和角度也能同时进行处理。

高精确度且易于使用:AVT Pike相机

Mephisto软件将分析的图像数据质量是扫描精确度的关键。Allied Vision Technologies的Pike F-210B HDTV  相机确保了图像能达到所要求的质量。这款优质成像相机配备了一个高清高敏感柯达传感器。图像数据通过Pike相机的高速IEEE 1394b 接口以每秒高达30帧的速度传输到系统电脑上。相机还配有一个非球面、17-35毫米的尼康变焦镜头。Aivaras Grauzinis表示:“我们发现AVT Pike是款可靠的一流相机。它的配备最能满足我们的高要求。最重要的是,图像的高质量,尤其是高度的光敏性和低噪声是扫描质量的关键。在高清分辨率的情况下还能达到每秒30帧,这个速率远超我们的预期。”

FireWire连接的“即插即用”功能也在选择相机时起到了重要的作用。“Mephisto Extreme是一个便携式系统,即使不是专业成像技术人员也可以轻松操作。像USB、FireWire和VGA这样有标准接口、易联网的消费电子零件,提高了用户操作的舒适程度。”

用于实践:科研和生物医学应用

Mephisto Extreme是七年研究开发的成果,并且多年来已成功用于不同应用——其中一个例子就是在医学技术领域,将那些或被风干封蜡,或被储存在福尔马林中的生物样本数字化。Mephisto Extreme也用于牙科诊断。考古学家亦同样肯定了Mephisto扫描仪的价值,称赞它的精准度和灵活性。Mephisto产品系列还包括其他不同价位的型号。这些型号或是使用 AVT Pike数码相机,或是使用 AVT Guppy数码相机。