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行業(yè)應用：倫敦自然歷史博物館3D掃描

恐龍作為地球上早期出現(xiàn)的動物代表之一，其龐大有特色的形象常常出現(xiàn)在現(xiàn)代影視劇中，小編印象比較深的就是侏羅紀公園和博物館奇妙夜。估計在任何一個大型歷史自然博物館里，恐龍化石都算是一個頂梁柱。

在倫敦自然博物館里，一個名為“迪皮"的恐龍化石已經(jīng)展出了112年，作為博物館的老員工and明星，深受歡迎且多次出現(xiàn)在影視劇中，去年“迪皮"終于要退休了，博物館安排一副藍鯨骨架“希望"來接替它的崗位。藍鯨是世界上現(xiàn)存zui大的哺乳動物，它的骨架將被懸掛在辛采大廳的頂棚，也就是“迪皮"原來的位置。

“迪皮"-倫敦自然博物館展品

“希望"-倫敦自然歷史博物館新的藍鯨展覽品

在準備藍鯨骨架展覽的過程中，博物館古生物部的科學家需要對骨架的各個部分特別是巨大的頭骨進行 3D 掃描。雖然該館早已購買了 3D 掃描儀，但無法對這個 6 米長的藍鯨頭骨進行掃描，所以館方邀請了測量專家來協(xié)助完成這個 3D 掃描項目。

這種技術(shù)要能夠?qū)覓鞝顟B(tài)下的大型動物頭骨進行精確掃描。館方需要在不噴涂的情況下，掃描可移動大型物品，任務艱巨，同時要求精確度高，速度快，一次成型。

項目難度非常大，測量專家迎難而上，提出了 3 步行動計劃：

1、使用攝影測量技術(shù)布置 3D 掃描環(huán)境

通過 Creaform 攝影測量系統(tǒng)采集一系列的數(shù)字攝影圖像用來計算設(shè)置的各目標點的準確位置，為工程師在掃描過程中提供一個恒定參照系。事實證明，這種做法極大地壓縮了頭骨掃描時間。

處于懸掛狀態(tài)的頭骨隨時可能發(fā)生移動，使用 MaxSHOT 3D 攝影測量設(shè)備可以輕松應對。如果頭骨發(fā)生移動，測量系統(tǒng)將同步動態(tài)跟蹤，從而保持所有掃描數(shù)據(jù)集之間的參照，而無需重新掃描。無需像大多數(shù)的 3D 掃描設(shè)備那樣，對多掃描區(qū)域執(zhí)行復雜又費時的擬合 ，可保證掃描數(shù)據(jù)的精確度和完整性。

2 、3D 掃描和采集精確數(shù)據(jù)

用于支撐巨大頭骨區(qū)域的框架，包括發(fā)出亮光的黑色區(qū)域，雖然增加了觀賞性，但是給掃描如此大的區(qū)域設(shè)置了障礙，要想快速精確完成掃描任務，并達到博物館的需要除非使用噴涂。為了解決該問題，測量專家 使用了MetraSCAN 3D™ 手持式光學 CMM 3D 掃描儀。MetraSCAN 3D 能夠發(fā)出 14 條高清激光掃描線對任何表面進行快速掃描，通常情況下，多條激光線采集掃描數(shù)據(jù)的速度是單一激光線的 25 倍。不受連接臂限制的手持式 3D 掃描儀在空中受到三腳架頂端的 C-Track™ 數(shù)字成像儀的“跟蹤"，每套裝置可以掃描 15 m3 的范圍。

工程師對展覽的頭骨進行 3D 掃描

3 、通過實時可視化功能進行數(shù)據(jù)處理

在掃描過程中，工程師充分利用 Creaform VXelements，*集成的 3D 數(shù)據(jù)采集軟件，管理整個掃描過程的簡易平臺。通過屏幕顯示 3D 掃描“實時"視圖，工程師可以快速查看 3D 掃描的質(zhì)量，需要補充數(shù)據(jù)或*遺漏的區(qū)域。VXelements 還可以提供高質(zhì)量并經(jīng)過優(yōu)化的 STL 三角化曲面，博物館的科學家無需再執(zhí)行費時費力的后續(xù)處理流程，比如清理、過濾、擬合、點云的表面創(chuàng)建。

6 米長鯨魚頭骨的初始 3D 渲染視圖

原計劃對藍鯨頭骨的 3D 掃描工作將持續(xù)幾天，但是由于測量專家的加入，不到 2 天就完成了，館方的科學家獲得了優(yōu)化的掃描數(shù)據(jù)文件。如果藍鯨在日后的展出中出現(xiàn)破損，就可以使用頭骨的 3D 文檔。自然歷史博物館以這些掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)將藍鯨骨架精確數(shù)字化，可用于 3D 展示，此數(shù)據(jù)也可以分享給世界范圍內(nèi)的其他博物館進行研究。重要的是，這些數(shù)據(jù)在今后有助于科學家和保護工作者了解此類大型動物的發(fā)展史。

藍鯨展品“希望"坐落于倫敦自然歷史博物館正門的辛采大廳，一定會像“迪皮"一樣吸引來自世界各地的參觀者。

ABOUT CREAFORM

Creaform 開發(fā)、制造并銷售 3D 便攜式測量技術(shù)產(chǎn)品，專門從事工程服務。公司提供創(chuàng)新解決方案，如 3D 掃描、逆向工程、質(zhì)量控制、無損測試、產(chǎn)品開發(fā)和數(shù)值模擬 (FEA/CFD)。公司的產(chǎn)品和服務面向各大行業(yè)，例如汽車、航空航天、消費品、重工業(yè)、醫(yī)療保健、制造業(yè)、石油與天然氣、發(fā)電業(yè)以及研究與教育。

Creaform 的總部和制造運營地位于加拿大魁北克省萊維斯，在萊維斯和法國的格勒諾布爾 (Grenoble) 都設(shè)有創(chuàng)新中心，在美國、法國、德國、巴西、中國、日本、印度、韓國和新加坡都擁有分公司。Creaform 是 AMETEK Ultra Precision Technologies 的一個部門，而后者是的電子儀器和機電設(shè)備制造商，年銷售額約 40 億美元。

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