用什么设备测量3D形貌微结构比较好？

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言者无意，听者有心。若想严谨的回答这个问题，必须认真定义和考虑问题中所述微结构中“微”的程度。

在学术界，所谈及的微结构也往往更加“微观”，这些尺寸在微米甚至纳米量级的器件（如AAO、光栅栅矩）才可以称得上具备微结构。对于学术界的这些微纳米结构，除上述的光学测量设备之外，还有各种各样的其他测量设备，如电子显微镜、原子力显微镜等（见下图），然而，这些设备动则造价昂贵，不为日常民众所见，介绍起来也没有太大的意义。

同时，相比于学术界，工业界中所涉及的结构尺寸往往在毫米量级以上，所以在本文中，将只针对工业界以及日常生活中看得见摸得着的3D形貌微结构测量手段进行总结概述。

扫描式隧穿电子显微镜测量得到的量子围栏（quantum corral）影像。图尺寸为25nm宽、16nm高。

工业界中常用的3D形貌微结构测量手段

宏观上，3D扫描是一个数据收集的过程。其目的是分析现实物理世界中存在的对象或环境进而收集其形状甚至可能的外观（例如颜色）数据等。对于可以进行这一类3D形貌微结构测量或者3D扫描的设备，我们笼统地称之为三维扫描仪或3D扫描仪（3D scanner）。

现今活跃在工业界的各种3D扫描仪大多依赖于光学手段和原理，并已经在实际应用中显现了诸多优点，例如，工业计算机断层扫描和结构光3D扫描仪利用光学探测手段，可实现无伤探测，并能够构建数字3D模型。收集到的这些3D数据除了用在建筑领域外，还有各种各样的其他应用。

例如，这些数据被娱乐业广泛用于电影和视频游戏的制作，包括虚拟现实技术、增强现实技术，人体动作捕捉，防伪手势识别，工业设计，残疾人矫形和假肢，逆向工程和原型设计，工业质量控制、工程检查以及名贵古董字画等文化艺术品的数字化等。

下面将进行具体叙述。

• 手持式激光扫描仪

手持式激光扫描仪通过三角测量机制创建3D图像，其原理如下图所示：激光点或线从手持设备投射到待测物体上，传感器（通常是电荷耦合器件或位置敏感器件）测量光源到物体表面的距离。

手持式激光扫描仪收集与内部坐标系相关的数据，因此为了收集扫描仪处于运动状态的数据，必须确定好扫描仪的位置。常见的方法是通过扫描仪使用被扫描表面上的参考特征（通常是黏性反射片）或通过使用外部跟踪方法来确定位置。

图 激光三角测量传感器的原理。

• 结构光三维扫描仪

结构光技术无疑是当下最火的光学技术之一，其在工业界做最好的案例便是苹果公司生产的iPhone系列手机的面部识别技术。

结构光的原理为：将窄带光投射到三维形状的表面上产生一条照明线，该照明线与投影仪的其他视角相比是扭曲的，并且可以用于表面形状的几何重建（光部分）。在结构光领域中更快速和更通用的方法是一次使用多个条纹组成的图案投影，因为这样允许同时并行采集多个样本，如下图所示。

图 带2个摄像头的条纹图案记录系统

结构光系统中观察到的条纹图案包含几个深度线索。任何单个条带的位移都可以直接转换为3D坐标。这就是结构光三维扫描仪可以实现三维结构测量的直观理解。

图 结构光扫描汽车座椅

• 3D扫描雷达

雷达（lidar，LIght Detection And Ranging的缩写），或称3D激光扫描仪，是一种常见于土木现场的测量设备，可用于扫描土木建筑、地表岩层（rock formations）等，并加以制作3D模型。

雷达的激光光束可扫描相当大的范围：如图中此款的仪器头部可水平旋转360度，而反射激光光束的镜面则可以在垂直方向快速转动。仪器所发出的激光光束，可量测仪器中心到激光光所打到第一个目标物之间的距离。

结论

上述介绍了一些日常生活中常用的3D扫描仪及其原理，除此之外，3D扫描仪还具备很多有意思的实际应用，如下图所示。

• 古文物数字化存储与复现

图 斯洛文尼亚自然历史博物馆中鳍鲸骨架的3D扫描（2013年8月）

• 工业加工

图 使用手持式VIUscan 3D激光扫描仪制作维京皮带扣的3D模型。

除此之外，在国内来说，哈尔滨工业大学的超精密研究所，长春光机所以及上海光机所等都是三维测量领域的领先者，如果题主想跟进这一领域的最新成果可以搜寻上述科研院所的相关文章等。

用显微镜。显微镜可以观察到细微的物质结构，通过显微镜可以测量3D形貌微结构，把微小物质的三D形貌观测的非常清楚。

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安新县13858906186： 3D扫描仪如何选择? - ？
闽党氨苄： 看你要打什么样的人体模型.桌面级的扫描仪一般扫描时间在5~15分钟不等,因此:1.人是活的,如果要扫全身像,一般的扫描仪不好用,要上工业级机器,扫描在几秒到十几秒,或者是多相机同时扫描的设备;2.人不是活的,那很多桌面级扫描仪也可以用,一部分一部分的扫描以后拼接图形.3.如果扫描的人体要有颜色,那要选择带纹理扫描功能的扫描仪;

安新县13858906186： 3d影像测量仪和三坐标测量仪有什么样的 - ？
闽党氨苄： 三坐标测3D数据2D图看作3D图面投影所能测

安新县13858906186： 什么是3d检测系统 - ？
闽党氨苄： 看到缩写头就晕啊,呵呵...假定你说的3D就是三维的意思,那么: 三维检测就是在空间尺度的检测,常规在机械制造领域有三维工业测量机,可以检测尺度大约几米的工业部件,精度可以达到几道.更大尺度的比如飞机的三维检测,采用一种激光跟踪测量系统的精密仪器,工作原理是激光干涉法测量,基于内部计算机的快速处理能力,可以得到飞机这样大的工业实体的实时空间描述数据. 另外,如果你看到的3D检测是英文翻译的,那么“检测”可能是测量(Measure或Measurement)、校准(Calibration)

安新县13858906186： 逆向工程中常用的数据测量设备有哪些? - ？
闽党氨苄： 在产品的逆向设计中,产品三维数据的获取方法基本上可分为两大类,即接触式与非接触式,由于这两种方式各有优缺点,而且它们的结合可以实现伏势互补,克服测量中的种种困难,因而世界各国的逆向设备生产商纷纷研制具有接触式与非接...

安新县13858906186： 3D动画设计室需要什么专业设备？
闽党氨苄： 如果银子不是问题,建议你装备如下设备: 1、一套SGI图形工作站,用于3D制作; 2、一套1.5米幅面的数字化仪,用于手绘输入; 3、一套至少A3的48位9600DPI的带透射的扫描仪,用于扫描图片; 4、一套广播级数字非编设备,用于视频输出; 5、一台可以打印零号图纸的全彩6色彩色打印机,用于输出渲染图样; -------------------- 如果你的银子还富裕,可以配置一套三位激光动态跟踪立体扫描设备,这样配置下来,至少电视台、出版社、广告公司等等的活儿会找你不找别人啦,嘿嘿~

安新县13858906186： 什么是3D 激光位移传感器? - ？
闽党氨苄： 也叫线激光扫描传感器.大概原理就是激光三角反射式,只不过成像单元是一个矩阵,可以采集一条激光线上所有点的横向和纵向坐标.配合编码器的话,可以形成三维坐标.用于测量被测物表面轮廓信息.精度可达几个微米.德国米铱3D线激光测量原理

安新县13858906186： 3d影像测试仪与3次元影像测试仪有什么区别 - ？
闽党氨苄： 3D:电脑制作立体试图,电影院以及电视佩戴3D眼睛的立体效果视为3D.三维:三维空间,长宽高.三次元:动漫是二次元,实际生活应该就是三次元.

安新县13858906186： 电脑死机,无法热启、冷启,只能强制关机？
闽党氨苄： CPU温度过高 更换大功率风扇 保持室内通风良好 电源电压不稳 买个稳压器或UPS电源 开启的程序过多 内存被大量占用 结束不必要的程序msconfig下关闭不必要的程序 CPU或内存配置低 (更换CPU添加内存) 硬盘存在逻辑或物理坏道 (找专业人士检修或更换) 有病毒 查杀吧 垃圾文件过多 碎片文件过多 下载优化软件优化一下(Windows优化大师或超级兔子等均可) 系统问题 重新安装系统 软硬件存在兼容性问题 BIOS设置不正确 重新设置BIOS 灰尘潮湿惹的祸 清理机箱保持内部干燥干净 -----------爱的海洋答案 抄袭可耻

安新县13858906186： 为什么电脑老是自动重启? - ？
闽党氨苄： 1、病毒 ,清除病毒,木马. 2、检查CPU和显卡的温度是否过高 ,CPU和显卡温度过高常常会引起保护性自动重启.给风扇除尘,上油或更换新风扇. 3、市电压不稳、机箱电源功率不足,当运行大型的3D游戏等占用CPU资源较大的软件时...

安新县13858906186： 一般用3D视频显微镜检测PCBA的哪些方面?所用仪器是什么?我们单位有采购需求 - ？
闽党氨苄： 3D视频显微镜一般有手动旋转和电动旋转两种.主要是检测电子元件或集成线路的四周,观察元件是否有缺陷或线路焊机的质量. 我司是专业生产显微镜工厂,其中就有3D视频显微镜. 若有疑问,请来电或来函垂询! 桂林视百科光电科技有限公司 郑'R 0773-2673080 glspac@163.com