蔡司的三維數(shù)字化掃描檢測設備——COMET

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

“最初我們采購包括蔡司在內(nèi)的光學三維掃描設備也只是想用于教學和實現(xiàn)對工業(yè)產(chǎn)品的掃描、測量，但是一個偶然的機會某博物館給我們提出需求：問我們能否幫助他們進行文物掃描并進行后期數(shù)據(jù)成圖。”北京工業(yè)職業(yè)技術學院“逆向與3D打印對外服務中心”負責人楊曉雪老師回憶起當初的情形時也難掩其興奮之情：“雖然之前我們也沒接觸過除工業(yè)領域之外的其它產(chǎn)品的掃描實測，但還是抱著試試看的態(tài)度答應了對方，沒成想這樣一次意外的邂逅卻拓展了我們對外服務的范圍，并且蔡司三維掃描設備的出色表現(xiàn)給了我們以及客戶一個又一個驚喜。”

三維掃描逆向及3D打印課程必備

作為一家以工科專業(yè)為主、偏重社會實踐應用的公辦普通高等職業(yè)學院，北京工業(yè)職業(yè)技術學院(以下簡稱北工職院)的課程設置也是緊跟行業(yè)發(fā)展。針對當時漸熱的逆向工程與增材制造，北工職院在2011年專門成立了逆向與3D打印實訓室，及校內(nèi)首家CAD/CAM社團，為學生開設所有關于逆向掃描、3D打印、編程以及建模、貼圖等課程及最終實際操作。



“部門成立之初，我們采購了一批三維掃描儀，后來又采購了手持式三維掃描儀，用于教學和實訓，但是后來在對外服務真正到市場接項目的時候，發(fā)現(xiàn)掃描精度、便攜性以及性價比方面還是存在很多不足。”楊曉雪老師介紹說：“于是不得已我們又比較了包括蔡司在內(nèi)的幾家國際頂尖三維掃描設備供應商的產(chǎn)品，從價格、掃描便捷性、精度甚至便攜性等方面做了詳細的比較，最終選擇了蔡司的COMET L?D 2M 藍色光學便攜三維掃描儀和COMET5 4M白光高精三維掃描儀。”

3:0 蔡司完勝

“首先需要強調的就是，蔡司的三維光學掃描儀是不需要對被掃描物品進行貼特征點操作的，單就這點而言，蔡司就顯示出了其強勁的優(yōu)勢。”說起最終選擇蔡司的原因，楊曉雪老師娓娓道來：“貼點既費時、又費錢，就算不考慮這些因素，到后來我們對一些文物進行掃描，試想多數(shù)文物都是禁止觸摸的，貼點就更是不允許，所以如果沒有蔡司的掃描儀，測量也就無從談起了。”

至于精度，業(yè)界對于蔡司的測量精度是公認的，北工職院采購的這兩臺設備其精度都達到了工業(yè)所需的µ級別，“到后來掃描文物或者雕塑就更沒有問題了，連紋理都拍的一清二楚。”楊曉雪對此贊不絕口：“而且經(jīng)過對比我們發(fā)現(xiàn)蔡司的一臺掃描設備會標配多個鏡頭，轉換相當方便，這樣一來小到一枚硬幣、大到汽車都可以用一臺蔡司設備輕松實現(xiàn)掃描，這也是蔡司三維光學掃描設備的另一大優(yōu)勢。”

與傳統(tǒng)接觸式測量相比，光學三維技術具有更高的靈活性和效率，用戶只需一次測量即可在數(shù)秒內(nèi)捕捉和處理較大的點集，比如蔡司COMET L?D 2M的拍照測量時間可以達到驚人的1.5秒。此外蔡司的COMET光學三維測量儀對三維數(shù)據(jù)的采集是基于條紋投影和 BLUE LED 技術，其創(chuàng)新 COMET 傳感器采用模塊化設計，因此在品質保證(例如與 CAD 數(shù)據(jù)的實際值-理論值對比)、設計、快速制造和逆向工程應用中都可實現(xiàn)超精確數(shù)據(jù)測量。

“我們在實際掃描測量時發(fā)現(xiàn)蔡司的COMET系列三維光學掃描儀對于亮金屬、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)也相當方便。”楊曉雪坦言，“不僅性能還有價格方面都相當不錯，所以最終我們還是選擇了蔡司。”

后來據(jù)了解北工職院根據(jù)需要又追加了一臺蔡司的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掃描設備也僅僅是想用于教學和工業(yè)領域的應用，但是極其偶然的機會卻開辟了更為廣闊的應用。

“當時一個極其偶然的機會，某地博物館的負責人跟我們是‘你們能幫我們掃描文物嗎?’”楊曉雪老師回憶起當時的情況：“當時我們從未接觸過除工業(yè)之外其它領域的掃描測量，但是一想，原理是相通的，應該沒問題，所以就答應試試。”

這偶然一試，幫助北工職院開辟了更為廣闊的應用。



對于文物的掃描，更彰顯了蔡司的優(yōu)勢，一是文物考古的精度遠達不到工業(yè)級別;其次絕大多數(shù)文物掃描不能貼點、接觸有些還反光;再有就是類似一些大幅碑刻、石雕掃描如果采用貼點、接觸式費時費力不說，效率也遠不能及。“雖然在實際掃描后期處理階段也遇到很多問題，但是蔡司的技術服務人員服務特別好，往往就是我們遇到什么問題一個電話，對方電話里就幫我們解決了。”說起蔡司的服務，楊曉雪老師一再強調：“蔡司設備的優(yōu)勢很多，蔡司技術人員的服務更是讓我們感覺溫暖：客串教師、技術培訓、經(jīng)驗豐富，而且反映時間特別快，經(jīng)常就是一個電話就幫我們解決現(xiàn)場問題，真的很感謝楠楠他們(蔡司北京技術服務人員)。”

全面收益

因為偶然的機會，讓北工職院的對外服務不局限于工業(yè)領域，同時也為北工職院帶來了多方面的收益。



對于文物數(shù)字保護項目，在蔡司三維光學掃描設備的幫助下，北工職院不僅省錢，而且省去了大量工時，“以一塊高10米，寬6-7米的時刻為例，如果傳統(tǒng)的貼點掃描，至少需要上萬個點，僅此就需要近萬元成本，而且人工準備就需要兩天，但是用蔡司的COMET L?D 2M全都省了。”楊曉雪老師介紹說，“而且其對于大物體定位、后期貼圖、直接上色都沒有問題，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，客戶也相當滿意，“只不過受限于我們的設備和課程設置，所以在對外服務這方面也做不到‘有求必應’。”楊曉雪老師坦言，“更為欣喜的是，在這些教學和對外服務過程中，我們的學生掌握了很多實際的技能，在近三年全國高職院校技能大賽中獲得一等獎兩項，二等獎一項，特別在2016年全國技能大賽三維建模數(shù)字化設計與制造賽項中，北工職院代表隊喜獲全國總冠軍。”