談談三維掃描成本

概要 

　　三維掃描的成本多高，受到諸多因素的影響。本指南將聊一聊這些影響因素，便于您決定是入手一臺掃描儀自用，還是尋求專業掃描服務。

　　三維捕獲的途徑

　　購買掃描儀，租用掃描儀，或購買掃描服務

　　考慮因素

　　掃描對象尺寸、數量、復雜度、應用場景等

　　價格區間

　　250美元（小型部件）-2000美元（大型部件）

　　引言

　　許多專業人士面對掃描項目時，時常會考慮三維掃描的成本問題。這一問題也相當復雜：和其他技術設備一樣，掃描時也有諸多因素需要考慮。

　　下面，我們來逐一分析一下常見因素。

　　影響三維掃描成本的關鍵因素

　　1.掃描物體或部件尺寸

　　制定掃描預算時，首先要考慮的基本因素之一就是掃描物體或部件的大小。與小型物體相比，大型物體通常更費時，也需要更多次掃描才能得到完整模型。因此，大型物體掃描的成本也會相應更高。

使用手持式三維掃描儀掃描大型工業品的精密細節

　　然而，在某些情況下，卻并非如此。掃描幾何復雜的小型物件，或許比掃描幾何簡單的大型物體成本更高。我們將在下方幾小節中作具體介紹。

　　如您打算購買掃描儀，請確認您選擇的產品適合掃描物體的尺寸。有時，幾何復雜的大型物體需要多臺掃描儀協同使用。一臺掃描儀捕獲物體整體輪廓，另一臺掃描儀捕獲難以觸及的小型區域，完成全部采集。

　　2.掃描物體或部位的復雜程度

　　要考慮的第二個關鍵因素就是物體的幾何復雜度。掃描一件沒有復雜細節的物體，要比掃描孔洞、細線、銳利邊緣、疊加部件、螺紋等復雜特征來的簡單。這類復雜特征需要更多時間，才能完成細節的采集，完成精準的完整模型，而沒有特征的物體就非常簡單。

　　要點：

　　掃描沒有大量細節的物體更快更簡單，掃描帶有孔洞、細線、銳利邊緣、疊加部件、螺紋等復雜特征的表面更麻煩。

　　為說明這點，我們準備了如下兩個模型。第一個模型是扳手, 屬于幾何簡單的小型物體（2.5 cm x 16.3 cm）。掃描專員只花了3分鐘進行掃描，Artec Studio軟件進行10分鐘數據處理。

幾何簡單的小型物體3D模型＼帶有復雜幾何的中型物體3D模型

　　第二個模型是雙離合變速箱, 屬于帶有大量微小細節的中型物體（40 cm x 44 cm x 52 cm）。掃描時間22分鐘，處理時間翻一番。

　　3.項目中掃描物體或部件的數量

　　上兩個因素考慮過后，自然要考慮這點：需要捕獲的物體或部件越多，掃描和處理所耗費的資源就越多，無論您打算自己動手還是找人代勞。物體的每個部分，或者多個實體對象，都需要獨立掃描，并且可能需要不同的掃描和數據處理工作流。

　　要點：

　　需采集的物體或部件越多，掃描和處理所耗費的資源就越多。

　　例如，逆向工程需要完整掃描時，經常需要拆解物體，才能單獨掃描每個組件。這就需要對掃描和處理時間進行分配。但是，在某些情況下，例如，如果組件的形狀比較基礎，則無需拆卸。

　　質保領域同樣如此。多數情況下，需要檢查的部件都要和相應的CAD/網格模型進行對比，無需拆卸。

　　4.模型的精度和分辨率

　　評估掃描成本時，需要考慮的另一個關鍵因素是最終3D模型的精度和分辨率。掃描儀不同，技術規格也不同，分辨率和精度是由設備所采用的技術決定的。搭載的軟硬件越先進，設備品質、處理速度和精度、最終效果的穩定性就越高。因此，對模型的精度和品質要求越高，3D捕獲的投入就會越大，無論您打算親自動手還是找人代勞。

　　要點：

　　對模型的精度和品質要求越高，3D捕獲的投入就會越大，無論您打算親自動手還是找人代勞。

　　現在市面上有很多三維掃描儀和掃描設備：白藍結構光三維掃描儀、激光掃描儀、攝影測量解決方案等等。如果您尋求專業掃描服務，那么對方會為您選擇哪款掃描儀最適合。但是，如果您打算購買三維掃描儀自用，請先了解設備規格，安排一場線下或線上產品演示，至少掃描一件您想掃描的物體，感受效果。

　　5.色彩

　　另一個影響掃描成本的因素是色彩。一些應用場景需要彩色掃描，追求效果逼真。而有些情況下，例如，需要測量物體時，就不需要色彩。

使用Artec Space Spider掃描的電鉆3D模型（有紋理與無紋理）

　　如果項目需要高質量紋理，這就要使用專業的照明設備和特定的軟件，如攝影測量軟件，才能將外表的紋理鏡頭投射到網格上，所以，在時間和金錢上的投入大不相同。

　　如果模型需要在線展示，或用于視頻游戲、AR或VR應用程序中，則可能需要多花些時間由3D藝術家進行紋理后期處理和修飾。但是在某些情況下，對物體進行彩色和無紋理捕獲的掃描和處理可能幾乎相同。一切都取決于應用場景，下一節將具體展開。

　　6.應用場景

　　三維掃描往往只是龐大工作流的一部分。就像用普通掃描儀掃描一本雜志上的文章，進行研究，或者拍攝某人的采訪視頻制作紀錄片，三維掃描儀可以用來3D復制某個物體，并用于某些具體項目。

使用Artec Space Spider制作壓縮機3D模型，繼續用于逆向工程

　　無論是掃描要維修的破損汽車零件、在線商店的椅子，還是為定制矯形器進行足部掃描，每個應用場景都有不同要求。掃描儀捕獲的數據需要進一步處理，才能適合項目使用。

　　若想要原始3D數據，那么自購掃描儀或尋找專業服務，都不會有額外的開銷。大多數三維掃描解決方案支持各種常見3D格式，如STL、OBJ、PLY和WRL。

Artec Micro制作的夾具3D網格模型：根據3D網格模型制作的夾具CAD特征模型，網格由數千個多邊形構成

　　例如，您想獲得CAD參數化模型，而非網格模型，那么掃描服務的價格就會更貴（也可能是您或您的CAD專員額外花上好幾個小時進行處理）。這種情況下，一定要在預算中納入建模和CAD的部分。逆向工程一小時價格100-250美元，物體越復雜，逆向制作所需要的時間也更久。

　　7.復雜材質和掃描條件

　　有些反光或發亮的表面很難直接捕獲，需要額外的時間準備物體，例如噴涂可洗或自行脫落的噴劑，還要在掃描結束后完成清理。

　　要點：

　　有些反光或發亮的表面很難直接捕獲，需要額外的時間準備物體，安排合適的掃描環境。

　　此外，有些掃描儀需要特殊的裝置，還需要其他材料的配合才能順利捕獲，比如標記點。這些標記點也是一筆額外的開支，而且很麻煩，要花很長時間才能貼完。同時，還要保證數量足夠，每一幀都有足夠的標記點，掃描完后，還需要花時間取下標記點，清理掃描對象。

　　在有些情況下，如果某個物體體積很大，且位置較遠，又或者很難依靠自己掃描到所有表面，那么，您可能還需要一些額外的設備（梯子、吊車等），或者一些幫手一起掃描。

　　三維掃描價格示例

　　下面通過幾個不同的項目實例，來說明成本問題。

　　請注意：這些價格由ARTEC三維美國掃描服務團隊估算，可能與其他掃描服務提供商的價格有些微出入，比如，有些商家采用不同掃描技術和軟件，或位于不同國家。

　　案例1:汽車輪轂

　　第一個估算項目是汽車輪轂：這是一個很常見的掃描物體，很多汽車制造商、售后維修和改裝店都需要三維掃描儀進行逆向制作，測量各類汽車部件的尺寸，其中就包括汽車輪轂。

汽車輪轂幾何很少，但也有不少細節元素需要捕獲

　　和下方案例中的物體相比，這個輪轂的幾何不算特別復雜，但仍然有一些精密細節，例如中心盤、中心孔、輪輻、中心帽，較難捕獲。由于缺乏特征，我們需要在輪轂周圍隨機放置一些標記，才能保證掃描儀追蹤穩定。

　　為掃描這個輪轂，我們的掃描專員選擇了帶有HD模式的ARTEC結構光掃描儀Eva，來捕獲輪轂內部的小元素，制作干凈清晰的3D數據。掃描時間約5分鐘，1分鐘調整位置。HD重建時間約為7.5分鐘，處理時間總共25分鐘。整個項目耗時約40分鐘。

　　掃描這類中型物體，且處理較少的項目，基本價格為800美元，如果客戶要求細節度更高，需要同時使用精度更高的高清掃描儀Space Spider，那么價格可能會高達1200美元。

　　案例2:雙離合變速箱

雙離合變速箱是典型的帶有復雜幾何的物體

　　我們決定在第二個案例中使用更復雜的大型物體，于是選中了這款雙離合變速箱?？梢钥吹?，這個變速箱上有很多微小的細節。這就是本文開頭所說的帶有復雜幾何的典型物體。

　　掃描專員使用開啟HD模式的Eva掃描儀，20分鐘完成了掃描，隨后用了50分鐘時間進行重建。Artec Studio軟件處理總共耗費110分鐘。整個流程耗時2.5小時，1200美金。

　　案例3:散熱格柵

　　最后一個案例，我們來看下另一個汽車部件，不僅幾何復雜，而且還是黑色反光表面（這對許多三維掃描儀來說都很難搞定），也就是散熱格柵。

有了合適的軟硬件，黑色反光表面也能順利捕獲

　　為使工作流更快更簡單，我們的掃描專員先進行了一些前期準備工作，用掃描噴霧對格柵反光處進行噴涂，隨后才用開啟HD模式的Leo掃描儀進行掃描。當然，掃描完成后，還要另外花時間把噴霧擦除。

　　掃描時間7分鐘，13分鐘進行HD重建。Artec Studio軟件處理35分鐘，制成成品網格模型。

　　掃描這類需要噴霧的物體，成本約為800美元。一罐噴霧的價格為10-50美元，當然也需要時間和耐心，才能像本例中，對格柵進行完好的處理。

　　自購掃描儀 vs. 尋求專業服務

　　那么問題來了，到底是自購、租賃三維掃描儀、還是找第三方服務呢？

　　如果您需要定期掃描上述物體，比如說每周或每月幾次，那或許購買一臺或多臺三維掃描儀更劃算。如果掃描一次平均1000美元，只要每月掃描2-3個部件，掃描一年，一臺埃太科掃描儀的成本就回來了。

Artec Leo掃描培訓

　　如果只是偶爾掃描，并且不確定是否要為此購買掃描儀，那么最好租用一周或一個月，看看掃描儀的使用流程是否符合您的需求。許多銷售三維掃描儀的公司也同時提供租賃服務，還能為您提供技術建議。購買全新或二手三維掃描儀前先試用一下，也是個不錯的選擇。租賃價格因公司而異。這里提供一個參考，Eva或Space Spider的租賃費用約為每天250-375美元，Leo的租賃費用約為每天475美元。

　　要點：

　　如果掃描一次平均1000美元，那只要每月掃描2-3個部件，掃描一年，一臺ARTEC掃描儀的成本就回來了

　　如果是一次性掃描，那么使用專業掃描服務就便宜得多。這樣，您無需購置專業設備，即可讓3D專家為您完成這項工作。這也比購買掃描儀要快得多，并且成本效益也更高

　　結論

　　無論什么項目，希望現在您對三維掃描的成本有了更清晰的認識。如果讀完本文，您打算購買適合您的三維掃描儀，并想了解有關埃太科三維掃描儀的更多信息，請點此與我們聯系，我們很樂意回答您遇到的任何問題。