蔡司的三維數(shù)字化掃描檢測(cè)設(shè)備——COMET

小到一枚亮閃閃的硬幣、珠寶，大到一輛汽車(chē)、巨型石刻、雕塑，只需要一臺(tái)蔡司的三維數(shù)字化掃描檢測(cè)設(shè)備——COMET®就可以輕松完成所有掃描任務(wù)，而且無(wú)須貼點(diǎn)、不懼反光，其表現(xiàn)讓北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院倍感驚喜。

“最初我們采購(gòu)包括蔡司在內(nèi)的光學(xué)三維掃描設(shè)備也只是想用于教學(xué)和實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的掃描、測(cè)量，但是一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)某博物館給我們提出需求：?jiǎn)栁覀兡芊駧椭麄冞M(jìn)行文物掃描并進(jìn)行后期數(shù)據(jù)成圖。”北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院“逆向與3D打印對(duì)外服務(wù)中心”負(fù)責(zé)人楊曉雪老師回憶起當(dāng)初的情形時(shí)也難掩其興奮之情：“雖然之前我們也沒(méi)接觸過(guò)除工業(yè)領(lǐng)域之外的其它產(chǎn)品的掃描實(shí)測(cè)，但還是抱著試試看的態(tài)度答應(yīng)了對(duì)方，沒(méi)成想這樣一次意外的邂逅卻拓展了我們對(duì)外服務(wù)的范圍，并且蔡司三維掃描設(shè)備的出色表現(xiàn)給了我們以及客戶一個(gè)又一個(gè)驚喜。”

三維掃描逆向及3D打印課程必備

作為一家以工科專(zhuān)業(yè)為主、偏重社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用的公辦普通高等職業(yè)學(xué)院，北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)北工職院)的課程設(shè)置也是緊跟行業(yè)發(fā)展。針對(duì)當(dāng)時(shí)漸熱的逆向工程與增材制造，北工職院在2011年專(zhuān)門(mén)成立了逆向與3D打印實(shí)訓(xùn)室，及校內(nèi)首家CAD/CAM社團(tuán)，為學(xué)生開(kāi)設(shè)所有關(guān)于逆向掃描、3D打印、編程以及建模、貼圖等課程及最終實(shí)際操作。



“部門(mén)成立之初，我們采購(gòu)了一批三維掃描儀，后來(lái)又采購(gòu)了手持式三維掃描儀，用于教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，但是后來(lái)在對(duì)外服務(wù)真正到市場(chǎng)接項(xiàng)目的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)掃描精度、便攜性以及性價(jià)比方面還是存在很多不足。”楊曉雪老師介紹說(shuō)：“于是不得已我們又比較了包括蔡司在內(nèi)的幾家國(guó)際頂尖三維掃描設(shè)備供應(yīng)商的產(chǎn)品，從價(jià)格、掃描便捷性、精度甚至便攜性等方面做了詳細(xì)的比較，最終選擇了蔡司的COMET L?D 2M 藍(lán)色光學(xué)便攜三維掃描儀和COMET5 4M白光高精三維掃描儀。”

3:0 蔡司完勝

“首先需要強(qiáng)調(diào)的就是，蔡司的三維光學(xué)掃描儀是不需要對(duì)被掃描物品進(jìn)行貼特征點(diǎn)操作的，單就這點(diǎn)而言，蔡司就顯示出了其強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)。”說(shuō)起最終選擇蔡司的原因，楊曉雪老師娓娓道來(lái)：“貼點(diǎn)既費(fèi)時(shí)、又費(fèi)錢(qián)，就算不考慮這些因素，到后來(lái)我們對(duì)一些文物進(jìn)行掃描，試想多數(shù)文物都是禁止觸摸的，貼點(diǎn)就更是不允許，所以如果沒(méi)有蔡司的掃描儀，測(cè)量也就無(wú)從談起了。”

至于精度，業(yè)界對(duì)于蔡司的測(cè)量精度是公認(rèn)的，北工職院采購(gòu)的這兩臺(tái)設(shè)備其精度都達(dá)到了工業(yè)所需的µ級(jí)別，“到后來(lái)掃描文物或者雕塑就更沒(méi)有問(wèn)題了，連紋理都拍的一清二楚。”楊曉雪對(duì)此贊不絕口：“而且經(jīng)過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)蔡司的一臺(tái)掃描設(shè)備會(huì)標(biāo)配多個(gè)鏡頭，轉(zhuǎn)換相當(dāng)方便，這樣一來(lái)小到一枚硬幣、大到汽車(chē)都可以用一臺(tái)蔡司設(shè)備輕松實(shí)現(xiàn)掃描，這也是蔡司三維光學(xué)掃描設(shè)備的另一大優(yōu)勢(shì)。”

與傳統(tǒng)接觸式測(cè)量相比，光學(xué)三維技術(shù)具有更高的靈活性和效率，用戶只需一次測(cè)量即可在數(shù)秒內(nèi)捕捉和處理較大的點(diǎn)集，比如蔡司COMET L?D 2M的拍照測(cè)量時(shí)間可以達(dá)到驚人的1.5秒。此外蔡司的COMET光學(xué)三維測(cè)量?jī)x對(duì)三維數(shù)據(jù)的采集是基于條紋投影和 BLUE LED 技術(shù)，其創(chuàng)新 COMET 傳感器采用模塊化設(shè)計(jì)，因此在品質(zhì)保證(例如與 CAD 數(shù)據(jù)的實(shí)際值-理論值對(duì)比)、設(shè)計(jì)、快速制造和逆向工程應(yīng)用中都可實(shí)現(xiàn)超精確數(shù)據(jù)測(cè)量。

“我們?cè)趯?shí)際掃描測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)蔡司的COMET系列三維光學(xué)掃描儀對(duì)于亮金屬、珠寶玉器等反光件的掃描效果也特別好，而且便于攜帶，外出作業(yè)也相當(dāng)方便。”楊曉雪坦言，“不僅性能還有價(jià)格方面都相當(dāng)不錯(cuò)，所以最終我們還是選擇了蔡司。”

后來(lái)?yè)?jù)了解北工職院根據(jù)需要又追加了一臺(tái)蔡司的T-SCAN激光掃描儀。

從工業(yè)到其它

最初北工職院引入三維光學(xué)掃描設(shè)備也僅僅是想用于教學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，但是極其偶然的機(jī)會(huì)卻開(kāi)辟了更為廣闊的應(yīng)用。

“當(dāng)時(shí)一個(gè)極其偶然的機(jī)會(huì)，某地博物館的負(fù)責(zé)人跟我們是‘你們能幫我們掃描文物嗎?’”楊曉雪老師回憶起當(dāng)時(shí)的情況：“當(dāng)時(shí)我們從未接觸過(guò)除工業(yè)之外其它領(lǐng)域的掃描測(cè)量，但是一想，原理是相通的，應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題，所以就答應(yīng)試試。”

這偶然一試，幫助北工職院開(kāi)辟了更為廣闊的應(yīng)用。



對(duì)于文物的掃描，更彰顯了蔡司的優(yōu)勢(shì)，一是文物考古的精度遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)級(jí)別;其次絕大多數(shù)文物掃描不能貼點(diǎn)、接觸有些還反光;再有就是類(lèi)似一些大幅碑刻、石雕掃描如果采用貼點(diǎn)、接觸式費(fèi)時(shí)費(fèi)力不說(shuō)，效率也遠(yuǎn)不能及。“雖然在實(shí)際掃描后期處理階段也遇到很多問(wèn)題，但是蔡司的技術(shù)服務(wù)人員服務(wù)特別好，往往就是我們遇到什么問(wèn)題一個(gè)電話，對(duì)方電話里就幫我們解決了。”說(shuō)起蔡司的服務(wù)，楊曉雪老師一再?gòu)?qiáng)調(diào)：“蔡司設(shè)備的優(yōu)勢(shì)很多，蔡司技術(shù)人員的服務(wù)更是讓我們感覺(jué)溫暖：客串教師、技術(shù)培訓(xùn)、經(jīng)驗(yàn)豐富，而且反映時(shí)間特別快，經(jīng)常就是一個(gè)電話就幫我們解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，真的很感謝楠楠他們(蔡司北京技術(shù)服務(wù)人員)。”

全面收益

因?yàn)榕既坏臋C(jī)會(huì)，讓北工職院的對(duì)外服務(wù)不局限于工業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)也為北工職院帶來(lái)了多方面的收益。



對(duì)于文物數(shù)字保護(hù)項(xiàng)目，在蔡司三維光學(xué)掃描設(shè)備的幫助下，北工職院不僅省錢(qián)，而且省去了大量工時(shí)，“以一塊高10米，寬6-7米的時(shí)刻為例，如果傳統(tǒng)的貼點(diǎn)掃描，至少需要上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，僅此就需要近萬(wàn)元成本，而且人工準(zhǔn)備就需要兩天，但是用蔡司的COMET L?D 2M全都省了。”楊曉雪老師介紹說(shuō)，“而且其對(duì)于大物體定位、后期貼圖、直接上色都沒(méi)有問(wèn)題，這太方便了。”

有了初次的嘗試之后，此后北工職院又陸續(xù)接到很多諸如考古、文物或者雕塑的工作，每次都能出色完成任務(wù)，客戶也相當(dāng)滿意，“只不過(guò)受限于我們的設(shè)備和課程設(shè)置，所以在對(duì)外服務(wù)這方面也做不到‘有求必應(yīng)’。”楊曉雪老師坦言，“更為欣喜的是，在這些教學(xué)和對(duì)外服務(wù)過(guò)程中，我們的學(xué)生掌握了很多實(shí)際的技能，在近三年全國(guó)高職院校技能大賽中獲得一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，特別在2016年全國(guó)技能大賽三維建模數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造賽項(xiàng)中，北工職院代表隊(duì)喜獲全國(guó)總冠軍。”