在高精度三维扫描仪中,分辨率或点距是一个核心参数。不同于我们平常所理解的显示器分辨率或图像分辨率,这里的分辨率指的是空间分辨率。空间分辨率描述的是扫描仪获取的三维数据中相邻两点间距离的参数,直接决定了三维数据的细节还原程度。分辨率高时,点距小,细节还原就越细腻;反之,分辨率低,点距相对较大,细节还原度较差。
为什么分辨率越高,点距越小,细节还原越好呢?这是因为三维扫描数据是由点云封装而成,点距越小,能够表达的几何特征细节还原度就越好。举个例子,我们看屏幕上的图,图1和图2都要还原一个圆形,图1相对于图2使用了更小的点距,可以显而易见的看到,图1的还原性就更好。
三维扫描仪的分辨率由多项因素影响,主要因素是相机像素、像元大小、幅面等。固定式蓝光三维扫描仪和手持式激光三维扫描仪的点云生成原理不同,会稍有差异。
对于固定式蓝光三维扫描仪,通过扫描单帧图像就可以输出点云,其分辨率可以通过相机像素和幅面数值计算得到。例如,OptimScan 5MPlus,其相机像素为500万,则具有2560*1920个像素点,在使用200mm的幅面时,其横向上的点距=200÷2560=0.078≈0.08mm,同样,纵向的点距也是相同的计算方法。在这个系列的三维扫描仪中,像素越高,幅面越小,则点距越小。OptimScan 9M,拥有890万像素的工业相机,能够非常准确地捕捉细小的几何特征。
手持式激光三维扫描仪的三维数据为多帧数据拼接融合生成,其点距除了受相机像素、像元大小、幅面的影响外,另外一个重要因素则是算法。这也是十分考验厂商的一个研发积累,先临三维在算法上不断优化,实现了对于小点距的数据处理逻辑优化,兼顾细节以及数据精度。
有些用户会将精度和分辨率混淆,那么精度和分辨率之间是什么关系?首先,精度和分辨率是单独的两个概念。精度是表示观测值与真值的接近程度,代表测量尺寸的准确性;而分辨率则是表示还原几何特征的精细程度。两者所代表的内容不同,但是其也一定的联系。在测量一些精密零件时,细节的还原程度越好,则精度越高。
至此,我们对分辨率的讲解暂告一段落,其在高精度三维扫描中不可或缺。未来,我们还将带来更多三维扫描领域的专业知识,敬请期待。技术之旅,未完待续,我们下期再会。
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