舉凡游戲動(dòng)畫(huà)、工業(yè)設(shè)計(jì)、電腦輔助分析、快速檢測(cè)、建筑設(shè)計(jì)、電子商務(wù)、虛擬實(shí)境、數(shù)位典藏、醫(yī)學(xué)應(yīng)用、齒模應(yīng)用，考古研究等，均以3D為發(fā)展重點(diǎn)，甚至還有相關(guān)3D硬體的需求，例如3D滑鼠，3D螢?zāi)坏龋既缬旰蟠汗S般冒出，因此在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中， 3D已經(jīng)成為一項(xiàng)關(guān)注議題。

    近年來(lái)，資訊工業(yè)普及與電腦效能提升，3D數(shù)位模型應(yīng)用已經(jīng)從軍事航太領(lǐng)域的研究應(yīng)用，發(fā)展到汽車(chē)工業(yè)的設(shè)計(jì)製造用途(如模具製造、CAD/CAM)，并推廣到電腦圖像(CG)應(yīng)用，甚至人們的日常生活。

    3D數(shù)位模型技術(shù)，在90年代后期，開(kāi)啟了媒體(Media)發(fā)展過(guò)程中，繼聲音(Sound)、影像(Image)與錄像(Video)后的第四波革命－Geometry。詳言之，所謂的Geometry，其實(shí)說(shuō)穿了，就是3D數(shù)位模型，加上3D掃描技術(shù)的快速發(fā)展與逆向工程設(shè)計(jì)技術(shù)的日益成熟，3D已用不同的風(fēng)貌與特色應(yīng)用到各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，逐漸形成的嶄新的3D工業(yè)。

    CG或是CAD設(shè)計(jì)軟體提供的建模方法不盡相同，常見(jiàn)的有Polygon建模、NURBS建模、細(xì)分割(Subdivision)等。若題材須與他人討論或模型較複雜(甚至須多人分工)，一般作法是先繪製此3D模型的平面圖或利用黏土進(jìn)行立體雕塑，再以此平面圖或立體雕塑作為建構(gòu)3D模型的依據(jù)；若題材較自由、簡(jiǎn)單，或已有相似3D模型在3D資料庫(kù)中，建模設(shè)計(jì)師亦可直接在3D軟體中直接建構(gòu)或編修3D模型。

    嶄新的數(shù)位投影技術(shù)可以滿(mǎn)足高速的量測(cè)工作，1至2秒的資料擷取程序在容易震動(dòng)的惡劣工廠環(huán)境下量測(cè)時(shí)，無(wú)疑是一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)可以支援64位元作業(yè)系統(tǒng)的PC電腦硬體，使得量測(cè)資料的輸出處理工作能夠極快地完成。

    單鏡頭專(zhuān)利技術(shù)保證了最高的資料品質(zhì)，對(duì)于複雜的表面幾何形狀(凹狀，凸?fàn)睿瑯蛐蔚鹊?都沒(méi)有困難，也就是在兩個(gè)局部重疊的圖片間不會(huì)出現(xiàn)同步錯(cuò)誤，也沒(méi)有陰影效果的誤差。單鏡頭的原理如同開(kāi)槍射擊時(shí)使用單眼瞄準(zhǔn)的概念，量測(cè)結(jié)果十分精準(zhǔn)。對(duì)于資料的疊合方式，該系統(tǒng)提供了自動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)疊合對(duì)位，貼點(diǎn)疊合對(duì)位，特徵疊合對(duì)位等方式。　

    強(qiáng)大穩(wěn)定性的機(jī)械結(jié)構(gòu)與剛性極佳的機(jī)身梁柱，都是採(cǎi)用經(jīng)過(guò)FEM模擬計(jì)算分析考慮的設(shè)計(jì)，如同專(zhuān)為數(shù)位照相光學(xué)量測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的光學(xué)技術(shù)，將是為了確保最高的量測(cè)精準(zhǔn)度。此外，大功率的外部水銀光源透過(guò)光學(xué)纖維傳送的設(shè)計(jì)，所以熱能造成的影響可以排除，可以進(jìn)一步地增進(jìn)系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定。該系統(tǒng)因此確保了高精準(zhǔn)度量測(cè)結(jié)果的高重現(xiàn)性。

    只要幾個(gè)步驟以及幾分鐘的時(shí)間，使用者就可以將各種系統(tǒng)(1.4/2/4/11百萬(wàn)點(diǎn)/每次取像)設(shè)定成一個(gè)全新的測(cè)量場(chǎng)，從50mm，100mm，200mm，400mm到800mm的取像范圍，加上系統(tǒng)容易使用各種不同的三腳架進(jìn)行架設(shè)，也不用考慮傳統(tǒng)電腦配置的需求，該系統(tǒng)可以在標(biāo)準(zhǔn)的筆記型電腦上執(zhí)行。因此非常適合到處移動(dòng)使用。不論物件的尺寸大小或是位置，甚至是週遭的環(huán)境情形，使用者可以很容易將系統(tǒng)運(yùn)送到目前的量測(cè)地點(diǎn)并為現(xiàn)有的工作進(jìn)行客制化處理。

    位于照相量測(cè)系統(tǒng)與電腦之間的資料傳送主要是由CAN bus與GigaBit乙太網(wǎng)路來(lái)執(zhí)行處理。這將在工業(yè)環(huán)境下確保設(shè)備的可靠度。附加的自我診斷功能選項(xiàng)，可以確保照相量測(cè)系統(tǒng)的功能性。為了確保量測(cè)過(guò)程的最大效率，量測(cè)軟體可以額外地透過(guò)選購(gòu)的搖控工具(tablet PC, WLAN)來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)端控制。

    結(jié)合了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的單鏡頭技術(shù)與最新研發(fā)出的數(shù)位投影技術(shù)，確保了高速的量測(cè)工作具有優(yōu)質(zhì)的資料品質(zhì)。智慧型的點(diǎn)群刪減功能具有快速擷取并處理大筆點(diǎn)群且不會(huì)有資料損失的優(yōu)勢(shì)。STL的輸出演算也能保持最完徵特徵。數(shù)位照相光學(xué)量測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)VDI 2634認(rèn)證，且能夠快速且精準(zhǔn)地完成所有的量測(cè)工作，此外也很適合在生產(chǎn)線(xiàn)旁勝任品質(zhì)管制工作。

    3D數(shù)位掃描得到的3D模型，不一定完全符合各領(lǐng)域的需求，一般而言，資料后處理軟體包含檢視、編修與格式轉(zhuǎn)換3大部分。

    A、檢視：提供瀏覽3D模型的環(huán)境，為3D軟體的基本功能。透過(guò)檢視功能，使用者可了解3D模型的組成與狀態(tài)。一般而言，檢視的對(duì)象可分為模型與貼圖2部分。

    (1)檢視模型：檢視模型的方式包括改變觀察者觀察模型的視角、改變模型在空間中的位置，與切換模型架構(gòu)(如點(diǎn)、網(wǎng)格、貼圖實(shí)體)等。

    (2)檢視貼圖：若3D模型包含貼圖檔，則可檢視3D模型的貼圖檔。若為網(wǎng)格模型，可檢視網(wǎng)格在貼圖上的分布。

    B、編修：編修3D數(shù)位掃描得到的模型，應(yīng)用至各領(lǐng)域前，須針對(duì)各領(lǐng)域的需求，編修3D模型。相對(duì)于檢視功能而言，編修功能可改變3D模型的本質(zhì)。改變的對(duì)象亦可分為模型與貼圖2部分。

    (1)編修模型：在逆向工程軟體中，著重3D資料處理，包括排序、重組、平滑化、補(bǔ)洞、疊合等功能；在3D動(dòng)畫(huà)軟體中，則強(qiáng)調(diào)模型的可塑變形。經(jīng)掃描得到的3D模型常以較多的網(wǎng)格來(lái)表現(xiàn)模型的精細(xì)度，但多媒體與網(wǎng)際網(wǎng)路等3D應(yīng)用領(lǐng)域，因考量網(wǎng)路傳輸與3D引擎執(zhí)行速度，要求3D模型以最少網(wǎng)格數(shù)表現(xiàn)3D模型，因此網(wǎng)格減化功能(Polygon Decimation)是3D模型應(yīng)用至此些領(lǐng)域前，必要的處理流程。

    (2)編修貼圖：掃描過(guò)程中，由于環(huán)境光源的不穩(wěn)定，或環(huán)境光源與物體形狀產(chǎn)生遮蔽效應(yīng)，造成兩相片間的亮度差距過(guò)大。兩相片間亮度差距愈大，3D模型上的貼圖接縫就愈明顯。此點(diǎn)在開(kāi)放式的掃描系統(tǒng)尤其嚴(yán)重。常見(jiàn)的解決方法有混成貼圖(Blend Texture)或3D繪圖(3D Paint)功能。

    C、格式轉(zhuǎn)換：將3D模型轉(zhuǎn)換為他種架構(gòu)，并透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的3D格式匯出至他種應(yīng)用軟體。例如轉(zhuǎn)換模型架構(gòu)：常見(jiàn)的有云點(diǎn)網(wǎng)格化、網(wǎng)格架構(gòu)轉(zhuǎn)換為NURBS曲線(xiàn)／曲面，或NURBS曲線(xiàn)／曲面轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格等。

    3D數(shù)位掃描的立體輸出

    FDM 熔融擠製成型(Fused Deposition Modeling)技術(shù)是採(cǎi)用類(lèi)似射出成型的原理與概念，可應(yīng)用在辦公室型工程材料快速原型系統(tǒng)中。FDM技術(shù)利用耐衝擊的ABS polycarbonate(PC聚碳酸酯)，耐高溫的polyphenylsulfone (PPSF纖維聚合物)以及其他材料成型。

    這些熱塑性材料受到擠壓，通過(guò)預(yù)熱的噴嘴而成為半熔融狀態(tài)的細(xì)絲，藉由沉積在層層堆疊基礎(chǔ)上的方式，依據(jù)3D CAD資料直接建構(gòu)原型。該技術(shù)通常應(yīng)用于概念設(shè)計(jì)，零件塑型，裝配確認(rèn)以及各種實(shí)際運(yùn)作的功能性測(cè)試，也就是所謂的Working Sample實(shí)作，并非純粹有外觀確認(rèn)的Mockup。此外，F(xiàn)DM技術(shù)非常擅長(zhǎng)于應(yīng)用在少量製造與快速製造(RM)，還有應(yīng)用在汽車(chē)零件的檢治具設(shè)計(jì)以及常溫模具應(yīng)用。

    例如翻沙鑄造模具，吹瓶模具，射蠟?zāi)＞撸约八苣z模具等。所以，F(xiàn)DM技術(shù)的材料物理性質(zhì)穩(wěn)定，成型過(guò)程只有物理變化，所以尺寸精準(zhǔn)不變形，與塑膠成品相同，比起其他使用熱固性樹(shù)脂材料的快速原型技術(shù)，更適合應(yīng)用在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)製程中，進(jìn)行功能性原型測(cè)試。

    虛擬雕刻設(shè)計(jì)系統(tǒng)是由3種元素所構(gòu)成，硬體介面「PHANTOM」看似1個(gè)具有精巧機(jī)械手臂加上1支雕刻筆的機(jī)器。韌體介面「GHOST」就像是「觸控」引擎，如同大腦的神經(jīng)反應(yīng)，它可以經(jīng)由複雜的計(jì)算，處理由簡(jiǎn)單到高階的觸控運(yùn)算，例如座標(biāo)位置、摩擦力和硬度等，再由「PHANTOM」硬體介面輸出回饋力量。

    最后應(yīng)用軟體則將使用者所用的力道、移動(dòng)位置、硬體輸出的力量做結(jié)合，把運(yùn)算結(jié)果反應(yīng)到螢?zāi)簧咸摂M黏土的變化，簡(jiǎn)單得說(shuō)就如同雕塑實(shí)際的黏土簡(jiǎn)單，所不同的是結(jié)果呈現(xiàn)在電腦螢?zāi)簧稀Ыo使用者更有效、更精確以及更有趣的工作體驗(yàn)。應(yīng)用產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)，生物特徵設(shè)計(jì)，珠寶設(shè)計(jì)，化妝品容器浮雕，立體紋路等等。

    將前文介紹的3D數(shù)位模型，應(yīng)用至各種領(lǐng)域：工業(yè)設(shè)計(jì)(ID)、3D網(wǎng)站(Web3D)、游戲動(dòng)畫(huà)(Animation)、數(shù)位典藏(Preservation)等。透過(guò)這些實(shí)例，讓讀者了解3D模型應(yīng)用至各領(lǐng)域的處理流程。

    (A)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)ID：本例結(jié)合3D掃描可得到3D網(wǎng)格模型，利用切層功能(Section Curve)，得到模型的剖面輪廓線(xiàn)，將輪廓線(xiàn)轉(zhuǎn)為NURBS 曲線(xiàn)，并匯出為IGES的線(xiàn)格式，然后利用3D建模等技術(shù)，重建NURBS曲面模型，可應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

    (B)應(yīng)用于電腦輔助檢測(cè)：本例結(jié)合3D掃描與檢測(cè)比對(duì)軟體，提供給使用者針對(duì)非接觸掃描的CAD/量測(cè)資料組進(jìn)行比對(duì)的完整功能。該CAD/量測(cè)資料進(jìn)行比對(duì)可以立即在線(xiàn)上或是稍候任何時(shí)間上執(zhí)行。量測(cè)結(jié)果提供使用者有價(jià)值的基本資訊，可以發(fā)揮在各種應(yīng)用范圍中，例如模具設(shè)定上可能的修正，或是針對(duì)模具局部的磨損范圍也許需要進(jìn)行重建。具有廣泛性的比對(duì)方式(例如，使用使用者自訂的誤差彩色圖進(jìn)行曲面比對(duì)，使用針式圖解進(jìn)行剖斷面與邊界線(xiàn)的比對(duì))，將可提供成為一個(gè)高效率的工具作為品質(zhì)管控，且容易使用。

    在多種可利用的疊合定位方式中，針對(duì)全自動(dòng)疊合對(duì)位方式的額外功能，可讓使用者在檢測(cè)方面節(jié)省下寶貴時(shí)間，尤其在連續(xù)性量測(cè)或是自動(dòng)化程序應(yīng)用上特別容易使用。任何檢測(cè)比對(duì)程序都可以使用”使用者定義Visual Basic巨集”的方式做成自動(dòng)化流程。