文物三维扫描常用的仪器
法罗Focus3D X 330
FARO Focus3DX 330激光扫描仪（LiDAR扫描仪）可记录放置在任何地方的360°环境。在Factum Arte中，我们将FARO与ScanLAB Project结合使用，作为免费工具来创建精确的数字画布，在其上可以放置高分辨率的表面扫描。
FARO Focus3DX 330扫描系统：扫描博洛尼亚圣彼得罗尼奥大教堂时，从14个不同位置以360°的平均分辨率进行0.6mm扫描时使用
来自ScanLab Projects的William Trossell使用LiDAR扫描仪记录了莱昂纳多·达·芬奇的《最后的晚餐》，油，蛋彩画，壁画，1495-98年（米兰圣玛丽亚·德尔·格拉西）
| 技术：飞行时间/基于激光脉冲的3D扫描仪 |
| 记录距离：中距离（0.6 m-330 m） |
| 解决方案：取决于所需的详细程度和与物体的接近程度；每次扫描100万至7.5亿点 |
| 与目标表面的对应度：相对较低 |
| 记录时间：取决于分辨率和质量设置；30秒–每次扫描2小时 |
| 处理时间：取决于数据和所需的输出，但平均时间很长 |
| 文件格式：本机扫描格式为.FLS；以点云格式导出 |
| 设备：地面LiDAR扫描仪，测量三脚架和tribarch，相机和全景仪，参考几何/目标 |
| 环境条件：阴天，光线均匀，避免阳光直射和雨淋 |
| 操作： 1人。技能水平：中等；需要调查和基于地理的背景 |
| 处理：广泛，需要技巧和技巧。技能水平：专家；必要的地理和数字可视化经验 |
| 应用范围：室内和室外环境的文档，例如纪念碑，建筑物，考古遗址，大教堂（外部和内部）等。 |
| 优势 •小型，轻巧的仪器 •可以大范围，无损地捕获大型特征和表格 •70万像素的摄像头可以记录颜色并覆盖照片，从而使扫描看起来更加细腻 •简单，直观的扫描仪界面 •无需计算机即可捕获 •内置可更换电池 |
| 局限性 •无法捕获物体的纹理和表面的高分辨率数据（限制了其用于制作传真或进行深入研究的用途） •范围内分辨率的差异 •处理需要专业技能水平 •光泽，反射和半透明表面难以扫描 |
Lucida 3D扫描仪
Lucida是3D激光扫描仪，由艺术家Manuel Franquelo设计和开发，并由Factum Arte定制。它可以获得艺术品和低浮雕物体表面的高分辨率记录。开发该系统的目的是获得表面和纹理而不是颜色的3D信息。
Lucida 3D扫描仪在伦敦国家美术馆拍摄贝里尼对圣彼得·彼得道者的****（99.7 x 165.1厘米）
| 技术：基于三角剖分的3D激光扫描仪 |
| 记录距离：近距离（8-10厘米） |
| 分辨率：100微米（每平方厘米10,000点） |
| 与目标表面的对应度：非常高 |
| 记录时间：每平方米4小时 |
| 处理时间：每平方米4-6小时（取决于计算机的处理能力和操作员的经验） |
| 文件格式：****I（原始视频），RIS，32位TIFF，8位TIFF（阴影渲染） |
| 设备：轻巧的CNC框架和控制器，扫描头（袖珍型），笔记本电脑 |
| 环境条件：无振动，环境光线低 |
| 操作： 1人。技能等级：基础 |
| 处理： 1人。技能等级：基础 |
| 最大记录大小：取决于结构框架 |
| 应用范围：墙壁，壁画，岩石艺术，绘画（帆布，木板等），地图，织物（挂毯），手稿，硬币，蜡封等。 |
| 优点 •可以记录通常对于其他3D扫描仪来说是有问题的各种表面（例如，有光泽，高对比度，金色或金属表面） •将数据另存为未处理的原始视频 •自动输出以2D阴影图像呈现的3D数据 •可以合并数据以及其他数据集（例如紫外线，红外线，彩色等） •便携式，易于组装和操作；相对便宜 •电源或电池供电 •扫描，编辑和拼接软件已设计为开源 |
| 局限性 •对振动 敏感•对强方向光敏感 •景深有限（2.5厘米）；为了获得更高的浮雕效果，需要在不同距离进行多次扫描 •扫描速度慢 •无法记录透明或半透明的表面 |
Kreon Zephyr 50 3D扫描仪
Kreon Zephyr 50 3D扫描仪是固定在机械臂上的手持式扫描仪，可用于扫描各种结构和物体。早期的手持扫描系统（如Kreon）需要6轴或7轴臂，但是由于游戏产业系统的大量研究和开发，现在可以完全使用手持系统。
加布里埃尔·斯卡帕（Gabriel Scarpa）使用Kreon系统（如图所示的Cimcore Stringer手臂）扫描了哈佛阿瑟·萨克勒博物馆的有翼精灵9 BC浮雕的头部
| 技术：基于三角测量的3D激光扫描仪 |
| 记录距离：近距离；传感器的景深为50 mm，与我们合作的手臂的触角约为2 m |
| 分辨率：取决于扫描速度；最大分辨率50微米（0.05毫米） |
| 与目标表面的对应度：高 |
| 记录/处理时间：30,000 pts / s |
| 文件格式： Polygonia Software导出各种点云和网格格式 |
| 设备：Zephyr 50扫描仪，Cimcore Stringer II轴6臂，笔记本电脑，三脚架 |
| 环境条件：可在多种环境中使用 |
| 操作： 1人。技能水平：中等 |
| 处理： 1人。技能水平：中等 |
| 最大记录大小：手臂可触及的范围-大约2 m 2 |
| 应用范围：汽车，航空和建筑行业的质量控制，逆向工程，记录雕塑，立面，物体等。 |
| 优点 •便携式，轻便，易于操作 •可以记录难以到达的地方 •在各种条件下进行 记录•记录复杂的底切 |
| 局限性 •扫描过程慢；必须重新扫描对象以提供足够的高分辨率数据。 •扫描区域受到Cimcore臂长度的限制 。三脚架需要非常重的底座才能提供稳定性 •在使用时（2006/7），该软件限制了一次可以扫描的数据量；扫描区域也没有清晰的可视化 •需要电源 |
Nub 3D SIDIO扫描仪
Factum Arte自2006年以来一直与总部位于巴塞罗那的Nub3D公司合作，该公司开发了SIDIO扫描仪。SIDIO是我们最有用的系统之一，因为它可以捕获具有高表面细节的对象的完整几何并将其输出到干净的点云中格式。
使用NUB 3D SIDIO扫描仪对Paolina Borghese进行3D扫描，博尔盖塞美术馆，罗马，2013年4月
| 技术：结构化光扫描仪 |
| 记录距离：近距离；30厘米/ 60厘米/ 1 m（每个都对应一个不同的区域） |
| 分辨率：它可以输出75、130或250微米的分辨率 |
| 与目标表面的对应度：非常高 |
| 记录时间：取决于许多变量，例如快门速度，物体的特性等，但总体而言非常快（每次扫描几秒钟） |
| 处理时间：处理时间取决于所扫描对象的复杂性 |
| 文件格式：点云；本机格式为.TRI-必须将其导出为.PIF才能输入到诸如Polyworks之类的后处理软件中 |
| 设备： 3个三脚架，扫描仪，2个外部投影仪，功能强大的台式计算机，校准轨，校准板 |
| 环境条件：黑暗/弱光环境，无振动，主电源 |
| 操作：一位操作员可以，但2位是理想的。技能水平：中等 |
| 处理：技能水平：专家 |
| 最大记录大小：每个扫描会话50平方厘米。 |
| 应用范围：雕塑，浮雕，岩石，外墙等-任何需要进行大量细节和精度扫描的事物 |
| 优点 •自动在视觉上与标记系统对准 •准确和高质量的测量 •数据是干净有序的点云 •控制后期处理和网格生成 •出售系统的人员也在设计和建造的小型公司他们 •很难损坏 |
| 局限性 •重型设备很多，需要操作空间（新版本在这些问题上得到了改进） •无法扫描太暗，半透明，反射或有光泽的物体 •卤素灯会产生大量热量 •对振动敏感 •需要电源 •昂贵校准软件 •复杂的校准系统 •仅一台摄像机 •昂贵 |
Breuckmann Smart Scan 3D
Breuckmann扫描仪输出高分辨率3D网格，并在Factum Arte中用于各种艺术和保护项目。Breuckmann和类似的系统由于其准确而又简单的记录和处理方法而被广泛使用。
来自Factum Arte的Alex Peck在亨利·哈德森（Henry Hudson）的工作室中设置了Breuckmann 3D扫描仪来扫描木模
| 技术：结构化光扫描仪 |
| 记录距离：约1 m |
| 解决方法：该扫描仪有两种不同的设置；M-410的分辨率为140微米，每次拍摄约30x30厘米，M-810的分辨率为250微米，每次拍摄为60x60厘米。 |
| 与目标表面的对应度：非常高 |
| 记录时间：取决于分辨率，但总体上比SIDIO更快 |
| 处理时间：相对比SIDIO扫描仪更快；该系统旨在轻松生成3D网格 |
| 文件格式：.OBJ和.STL等格式的3D网格 |
| 设备：扫描仪，三脚架，带有强大GPU的笔记本电脑和至少32 GB RAM，因为OPTOCAD软件可以在RAM内存上工作以构建网格，校准工具 |
| 环境条件：暗/弱光环境，无振动，主电源 |
| 操作：1位操作员（首选2位）。技能水平：中等 |
| 处理：1人。技能水平：中等 |
| 最大记录大小：每个扫描会话1平方米 |
| 应用范围：雕塑，物体，浮雕，岩石，外墙等。 |
| 优点 •更轻，更快，更少的设备（与SIDIO相比） •捕获色彩（分辨率：0.8-2.0-8.0兆像素） •等待振动停止，然后再进行扫描 •无需使用标记来组合扫描 •有两个摄像头通过组合信息进行扫描 •可以将摄影测量法和结构光测量结合使用，从而提高准确性 •使用不产生热量的LED灯 •该软件可立即对齐扫描并提供模型预览数据易于使用 •处理和网格输出易于进行快速原型制作 |
| 局限性 •由于系统被设计为通过OPTOCAD软件输出3D网格，因此无法访问点云（可以从网格中提取点，但不如原始点云数据那么精确） •校准板很大 •需要主电源 •昂贵 |
摄影测量
摄影测量法是一种使用特征映射软件和一系列算法从2D图像提取3D信息的方法。为了制作3D模型，相机会拍摄多个图像，且物体表面重叠。然后可以对图像进行处理以创建用于各种应用程序的3D模型。
佳能EOS 5D Mark 2
| 技术：摄影测量 |
| 记录距离：可远近距离；在Factum Arte中，我们专注于近距离摄影测量 |
| 分辨率：分辨率取决于图像的数量，图像的质量，图像之间的重叠程度以及后期处理软件。还取决于拍摄对象相对于相机传感器的大小 |
| 与目标表面的对应程度：中/高-通常存在要处理或清洁的噪音 |
| 记录时间：取决于要记录的表面的类型和大小，但通常要快 |
| 处理时间：耗时；取决于计算机的CPU，GPU，RAM内存和操作员的经验 |
| 文件格式：将原始数据转换为JPEG，以优化处理速度。然后可以将它们对齐并导出为点云或3D网格，并具有多种格式，例如OBJ文件 |
| 设备：摄影测量可以使用任何形式的图像捕获技术来实现；对于文化遗址和文物的摄影测量，建议使用的设备是标准DLSR相机，三脚架和便携式计算机（首选用于现场数据检查，但非强制性） |
| 环境条件：光线均匀（避免强阴影或高光-闪光灯可有效用于近距离拍摄），从多个角度看照片重叠约80％，垂直于目标表面拍摄，具有详细的特征，色彩和质感 |
| 操作： 1人。技能水平：摄影基础知识 |
| 处理：1人。技能水平：中等 |
| 最大记录大小：非常大（可用于记录地形） |
| 应用范围：高低浮雕，雕塑，纪念碑，人脸，物体，使用无人机等难以到达的地方。 |
| 优势 •快速的记录时间 •最小的便携式设备和价格合理的设备 •易于访问且适应性强的过程 •电池供电 •生成原始文件 •可以记录高分辨率和准确的色彩 •可以记录半透明表面（如雪花石膏） •可以在移动时记录并记录移动的物体 |
| 局限性 •反射性，光泽，无特征和深色的表面有问题 •处理时间长（ 暂时）•准确性不如结构化光扫描仪 •缺乏规模-需要参考 |
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