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三維視覺數(shù)字化行業(yè)發(fā)展概況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 思看科技    2023-06-18

（1）三維數(shù)字化行業(yè)

三維數(shù)字化（3-Dimension Digital，亦稱“3D 數(shù)字化”），即運(yùn)用 3D 工具（軟件或儀器）來實(shí)現(xiàn)模型的虛擬創(chuàng)建、修改、完善、分析等一系列的數(shù)字化操作，從而滿足用戶在各應(yīng)用領(lǐng)域的使用需求。3D 數(shù)字化通過設(shè)備儀器獲取物品的外形數(shù)據(jù)，將獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工拼接，通過建模的方式加以處理，將各個(gè)孤立的單視角 3D 數(shù)字模型無縫集成，經(jīng)過貼圖、渲染處理后形成 3D 數(shù)據(jù)文件。

相比 2D 成像，三維數(shù)字化能 1:1 還原真實(shí)物體三維空間尺寸，全面地展現(xiàn)物體的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便于用戶通過多視角觀察其外觀并獲取更加全面準(zhǔn)確的認(rèn)知。2D 成像技術(shù)在過去數(shù)年中已獲得了成熟且長足的進(jìn)步，分辨率從幾十萬像素提升至上億像素，色彩還原真實(shí)度也有了顯著提高；然而，2D 圖像僅能提供空間平面的紋理信息，無法提供為實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)識(shí)別及追蹤等功能所需要的空間形貌、幾何尺寸、位姿等多維信息。三維數(shù)字化則充分彌補(bǔ)了 2D 成像技術(shù)在空間維度數(shù)據(jù)及信息不足上的缺點(diǎn)，可用于實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更智能的功能。

（2）三維掃描行業(yè)

三維掃描技術(shù)（3D Scanning Technology），是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間三維坐標(biāo)，亦被稱之為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”。它的重要意義在于能夠?qū)?shí)物的空間立體數(shù)據(jù)及維度信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào)，從而為實(shí)物的三維數(shù)字化提供更加方便快捷的測量手段。

對(duì)三維信息的有效感知，深刻地影響著人類生產(chǎn)活動(dòng)。如何通過現(xiàn)代技術(shù)手段獲取精準(zhǔn)、可靠的三維數(shù)據(jù)信息，正受到越來越多的關(guān)注。與此同時(shí)，基于三維感知技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品和應(yīng)用場景亦不斷擴(kuò)展。

三維掃描技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)設(shè)計(jì)、瑕疵檢測、模擬裝配、逆向工程、醫(yī)學(xué)信息、藝術(shù)文博與數(shù)字文物典藏、3D 展示、3D 打印等諸多場景。以飛機(jī)制造業(yè)為例，采用傳統(tǒng)的二維圖樣和模擬手段檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的模式，已難以滿足現(xiàn)代化新型飛機(jī)的制造要求。

美國波音公司和歐洲空客公司的客機(jī)組裝產(chǎn)線，均采用了大量三維掃描和測量系統(tǒng)。在非工業(yè)領(lǐng)域，近年來不斷涌現(xiàn)出各種具備三維感知功能的產(chǎn)品。以蘋果公司為例，其通過將 Face ID 人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于 iPhone，手機(jī)機(jī)身除搭載環(huán)境光傳感器和距離感應(yīng)器以外，還集成了紅外鏡頭、泛光感應(yīng)元件和點(diǎn)陣投影器，實(shí)現(xiàn)用戶 3D臉部模型測量與識(shí)別。

近年來，AI、VR/AR 等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展帶來大量對(duì)實(shí)物三維信息采集和數(shù)字化的需求，對(duì)三維視覺數(shù)字化產(chǎn)品的靈活使用，可以有效降低三維建模的技術(shù)門檻，協(xié)助創(chuàng)造全真、全息的三維內(nèi)容。

三維掃描核心指標(biāo)包括：（1）精度，即測量結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)之間的精確程度及重復(fù)測量的結(jié)果一致性；（2）分辨率，衡量所得到的三維掃描圖像的精細(xì)度；（3）表面材料適應(yīng)性，即該種三維掃描技術(shù)能否適用于多種物品表面；（4）便攜性，即掃描儀的體積、重量是否便于攜帶，以及功能多樣性等方面；（5）重建效率，即獲取三維空間數(shù)據(jù)的速度與質(zhì)量。

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