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            談談三維掃描成本

            概要 

              三維掃描的成本多高,受到諸多因素的影響。本指南將聊一聊這些影響因素,便于您決定是入手一臺掃描儀自用,還是尋求專業掃描服務。

              三維捕獲的途徑

              購買掃描儀,租用掃描儀,或購買掃描服務

              考慮因素

              掃描對象尺寸、數量、復雜度、應用場景等

              價格區間

              250美元(小型部件)-2000美元(大型部件)

              引言

              許多專業人士面對掃描項目時,時常會考慮三維掃描的成本問題。這一問題也相當復雜:和其他技術設備一樣,掃描時也有諸多因素需要考慮。

              下面,我們來逐一分析一下常見因素。

              影響三維掃描成本的關鍵因素

              1.掃描物體或部件尺寸

              制定掃描預算時,首先要考慮的基本因素之一就是掃描物體或部件的大小。與小型物體相比,大型物體通常更費時,也需要更多次掃描才能得到完整模型。因此,大型物體掃描的成本也會相應更高。

            使用手持式三維掃描儀掃描大型工業品的精密細節

              然而,在某些情況下,卻并非如此。掃描幾何復雜的小型物件,或許比掃描幾何簡單的大型物體成本更高。我們將在下方幾小節中作具體介紹。

              如您打算購買掃描儀,請確認您選擇的產品適合掃描物體的尺寸。有時,幾何復雜的大型物體需要多臺掃描儀協同使用。一臺掃描儀捕獲物體整體輪廓,另一臺掃描儀捕獲難以觸及的小型區域,完成全部采集。

              2.掃描物體或部位的復雜程度

              要考慮的第二個關鍵因素就是物體的幾何復雜度。掃描一件沒有復雜細節的物體,要比掃描孔洞、細線、銳利邊緣、疊加部件、螺紋等復雜特征來的簡單。這類復雜特征需要更多時間,才能完成細節的采集,完成精準的完整模型,而沒有特征的物體就非常簡單。

              要點:

              掃描沒有大量細節的物體更快更簡單,掃描帶有孔洞、細線、銳利邊緣、疊加部件、螺紋等復雜特征的表面更麻煩。

              為說明這點,我們準備了如下兩個模型。第一個模型是扳手, 屬于幾何簡單的小型物體(2.5 cm x 16.3 cm)。掃描專員只花了3分鐘進行掃描,Artec Studio軟件進行10分鐘數據處理。

            幾何簡單的小型物體3D模型\帶有復雜幾何的中型物體3D模型

              第二個模型是雙離合變速箱, 屬于帶有大量微小細節的中型物體(40 cm x 44 cm x 52 cm)。掃描時間22分鐘,處理時間翻一番。

              3.項目中掃描物體或部件的數量

              上兩個因素考慮過后,自然要考慮這點:需要捕獲的物體或部件越多,掃描和處理所耗費的資源就越多,無論您打算自己動手還是找人代勞。物體的每個部分,或者多個實體對象,都需要獨立掃描,并且可能需要不同的掃描和數據處理工作流。

              要點:

              需采集的物體或部件越多,掃描和處理所耗費的資源就越多。

              例如,逆向工程需要完整掃描時,經常需要拆解物體,才能單獨掃描每個組件。這就需要對掃描和處理時間進行分配。但是,在某些情況下,例如,如果組件的形狀比較基礎,則無需拆卸。

              質保領域同樣如此。多數情況下,需要檢查的部件都要和相應的CAD/網格模型進行對比,無需拆卸。

              4.模型的精度和分辨率

              評估掃描成本時,需要考慮的另一個關鍵因素是最終3D模型的精度和分辨率。掃描儀不同,技術規格也不同,分辨率和精度是由設備所采用的技術決定的。搭載的軟硬件越先進,設備品質、處理速度和精度、最終效果的穩定性就越高。因此,對模型的精度和品質要求越高,3D捕獲的投入就會越大,無論您打算親自動手還是找人代勞。

              要點:

              對模型的精度和品質要求越高,3D捕獲的投入就會越大,無論您打算親自動手還是找人代勞。

              現在市面上有很多三維掃描儀和掃描設備:白藍結構光三維掃描儀、激光掃描儀、攝影測量解決方案等等。如果您尋求專業掃描服務,那么對方會為您選擇哪款掃描儀最適合。但是,如果您打算購買三維掃描儀自用,請先了解設備規格,安排一場線下或線上產品演示,至少掃描一件您想掃描的物體,感受效果。

              5.色彩

              另一個影響掃描成本的因素是色彩。一些應用場景需要彩色掃描,追求效果逼真。而有些情況下,例如,需要測量物體時,就不需要色彩。

            使用Artec Space Spider掃描的電鉆3D模型(有紋理與無紋理)

              如果項目需要高質量紋理,這就要使用專業的照明設備和特定的軟件,如攝影測量軟件,才能將外表的紋理鏡頭投射到網格上,所以,在時間和金錢上的投入大不相同。

              如果模型需要在線展示,或用于視頻游戲、AR或VR應用程序中,則可能需要多花些時間由3D藝術家進行紋理后期處理和修飾。但是在某些情況下,對物體進行彩色和無紋理捕獲的掃描和處理可能幾乎相同。一切都取決于應用場景,下一節將具體展開。

              6.應用場景

              三維掃描往往只是龐大工作流的一部分。就像用普通掃描儀掃描一本雜志上的文章,進行研究,或者拍攝某人的采訪視頻制作紀錄片,三維掃描儀可以用來3D復制某個物體,并用于某些具體項目。

            使用Artec Space Spider制作壓縮機3D模型,繼續用于逆向工程

              無論是掃描要維修的破損汽車零件、在線商店的椅子,還是為定制矯形器進行足部掃描,每個應用場景都有不同要求。掃描儀捕獲的數據需要進一步處理,才能適合項目使用。

              若想要原始3D數據,那么自購掃描儀或尋找專業服務,都不會有額外的開銷。大多數三維掃描解決方案支持各種常見3D格式,如STL、OBJ、PLY和WRL。

            Artec Micro制作的夾具3D網格模型:根據3D網格模型制作的夾具CAD特征模型,網格由數千個多邊形構成

              例如,您想獲得CAD參數化模型,而非網格模型,那么掃描服務的價格就會更貴(也可能是您或您的CAD專員額外花上好幾個小時進行處理)。這種情況下,一定要在預算中納入建模和CAD的部分。逆向工程一小時價格100-250美元,物體越復雜,逆向制作所需要的時間也更久。

              7.復雜材質和掃描條件

              有些反光或發亮的表面很難直接捕獲,需要額外的時間準備物體,例如噴涂可洗或自行脫落的噴劑,還要在掃描結束后完成清理。

              要點:

              有些反光或發亮的表面很難直接捕獲,需要額外的時間準備物體,安排合適的掃描環境。

              此外,有些掃描儀需要特殊的裝置,還需要其他材料的配合才能順利捕獲,比如標記點。這些標記點也是一筆額外的開支,而且很麻煩,要花很長時間才能貼完。同時,還要保證數量足夠,每一幀都有足夠的標記點,掃描完后,還需要花時間取下標記點,清理掃描對象。

              在有些情況下,如果某個物體體積很大,且位置較遠,又或者很難依靠自己掃描到所有表面,那么,您可能還需要一些額外的設備(梯子、吊車等),或者一些幫手一起掃描。

              三維掃描價格示例

              下面通過幾個不同的項目實例,來說明成本問題。

              請注意:這些價格由ARTEC三維美國掃描服務團隊估算,可能與其他掃描服務提供商的價格有些微出入,比如,有些商家采用不同掃描技術和軟件,或位于不同國家。

              案例1:汽車輪轂

              第一個估算項目是汽車輪轂:這是一個很常見的掃描物體,很多汽車制造商、售后維修和改裝店都需要三維掃描儀進行逆向制作,測量各類汽車部件的尺寸,其中就包括汽車輪轂。

            汽車輪轂幾何很少,但也有不少細節元素需要捕獲

              和下方案例中的物體相比,這個輪轂的幾何不算特別復雜,但仍然有一些精密細節,例如中心盤、中心孔、輪輻、中心帽,較難捕獲。由于缺乏特征,我們需要在輪轂周圍隨機放置一些標記,才能保證掃描儀追蹤穩定。

              為掃描這個輪轂,我們的掃描專員選擇了帶有HD模式的ARTEC結構光掃描儀Eva,來捕獲輪轂內部的小元素,制作干凈清晰的3D數據。掃描時間約5分鐘,1分鐘調整位置。HD重建時間約為7.5分鐘,處理時間總共25分鐘。整個項目耗時約40分鐘。

              掃描這類中型物體,且處理較少的項目,基本價格為800美元,如果客戶要求細節度更高,需要同時使用精度更高的高清掃描儀Space Spider,那么價格可能會高達1200美元。

              案例2:雙離合變速箱

            雙離合變速箱是典型的帶有復雜幾何的物體

              我們決定在第二個案例中使用更復雜的大型物體,于是選中了這款雙離合變速箱??梢钥吹?,這個變速箱上有很多微小的細節。這就是本文開頭所說的帶有復雜幾何的典型物體。

              掃描專員使用開啟HD模式的Eva掃描儀,20分鐘完成了掃描,隨后用了50分鐘時間進行重建。Artec Studio軟件處理總共耗費110分鐘。整個流程耗時2.5小時,1200美金。

              案例3:散熱格柵

              最后一個案例,我們來看下另一個汽車部件,不僅幾何復雜,而且還是黑色反光表面(這對許多三維掃描儀來說都很難搞定),也就是散熱格柵。

            有了合適的軟硬件,黑色反光表面也能順利捕獲

              為使工作流更快更簡單,我們的掃描專員先進行了一些前期準備工作,用掃描噴霧對格柵反光處進行噴涂,隨后才用開啟HD模式的Leo掃描儀進行掃描。當然,掃描完成后,還要另外花時間把噴霧擦除。

              掃描時間7分鐘,13分鐘進行HD重建。Artec Studio軟件處理35分鐘,制成成品網格模型。

              掃描這類需要噴霧的物體,成本約為800美元。一罐噴霧的價格為10-50美元,當然也需要時間和耐心,才能像本例中,對格柵進行完好的處理。

              自購掃描儀 vs. 尋求專業服務

              那么問題來了,到底是自購、租賃三維掃描儀、還是找第三方服務呢?

              如果您需要定期掃描上述物體,比如說每周或每月幾次,那或許購買一臺或多臺三維掃描儀更劃算。如果掃描一次平均1000美元,只要每月掃描2-3個部件,掃描一年,一臺埃太科掃描儀的成本就回來了。

            Artec Leo掃描培訓

              如果只是偶爾掃描,并且不確定是否要為此購買掃描儀,那么最好租用一周或一個月,看看掃描儀的使用流程是否符合您的需求。許多銷售三維掃描儀的公司也同時提供租賃服務,還能為您提供技術建議。購買全新或二手三維掃描儀前先試用一下,也是個不錯的選擇。租賃價格因公司而異。這里提供一個參考,Eva或Space Spider的租賃費用約為每天250-375美元,Leo的租賃費用約為每天475美元。

              要點:

              如果掃描一次平均1000美元,那只要每月掃描2-3個部件,掃描一年,一臺ARTEC掃描儀的成本就回來了

              如果是一次性掃描,那么使用專業掃描服務就便宜得多。這樣,您無需購置專業設備,即可讓3D專家為您完成這項工作。這也比購買掃描儀要快得多,并且成本效益也更高

              結論

              無論什么項目,希望現在您對三維掃描的成本有了更清晰的認識。如果讀完本文,您打算購買適合您的三維掃描儀,并想了解有關埃太科三維掃描儀的更多信息,請點此與我們聯系,我們很樂意回答您遇到的任何問題。

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