舉凡游戲動畫、工業(yè)設(shè)計、電腦輔助分析、快速檢測、建筑設(shè)計、電子商務(wù)、虛擬實境、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，甚至還有相關(guān)3D硬體的需求，例如3D滑鼠，3D螢?zāi)坏?，都如雨后春筍般冒出，因此在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中， 3D已經(jīng)成為一項關(guān)注議題。

    近年來，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)展到汽車工業(yè)的設(shè)計製造用途(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，開啟了媒體(Media)發(fā)展過程中，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，其實說穿了，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)計軟體提供的建模方法不盡相同，常見的有Polygon建模、NURBS建模、細分割(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、簡單，或已有相似3D模型在3D資料庫中，建模設(shè)計師亦可直接在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)可以滿足高速的量測工作，1至2秒的資料擷取程序在容易震動的惡劣工廠環(huán)境下量測時，無疑是一項優(yōu)勢。系統(tǒng)可以支援64位元作業(yè)系統(tǒng)的PC電腦硬體，使得量測資料的輸出處理工作能夠極快地完成。

    單鏡頭專利技術(shù)保證了最高的資料品質(zhì)，對于複雜的表面幾何形狀(凹狀，凸狀，橋形等等)都沒有困難，也就是在兩個局部重疊的圖片間不會出現(xiàn)同步錯誤，也沒有陰影效果的誤差。單鏡頭的原理如同開槍射擊時使用單眼瞄準的概念，量測結(jié)果十分精準。對于資料的疊合方式，該系統(tǒng)提供了自動轉(zhuǎn)盤疊合對位，貼點疊合對位，特徵疊合對位等方式?！?/p>

    強大穩(wěn)定性的機械結(jié)構(gòu)與剛性極佳的機身梁柱，都是採用經(jīng)過FEM模擬計算分析考慮的設(shè)計，如同專為數(shù)位照相光學(xué)量測系統(tǒng)開發(fā)的光學(xué)技術(shù)，將是為了確保最高的量測精準度。此外，大功率的外部水銀光源透過光學(xué)纖維傳送的設(shè)計，所以熱能造成的影響可以排除，可以進一步地增進系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定。該系統(tǒng)因此確保了高精準度量測結(jié)果的高重現(xiàn)性。

    只要幾個步驟以及幾分鐘的時間，使用者就可以將各種系統(tǒng)(1.4/2/4/11百萬點/每次取像)設(shè)定成一個全新的測量場，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)可以在標準的筆記型電腦上執(zhí)行。因此非常適合到處移動使用。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)運送到目前的量測地點并為現(xiàn)有的工作進行客制化處理。

    位于照相量測系統(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，可以確保照相量測系統(tǒng)的功能性。為了確保量測過程的最大效率，量測軟體可以額外地透過選購的搖控工具(tablet PC, WLAN)來進行遠端控制。

    結(jié)合了經(jīng)過驗證的單鏡頭技術(shù)與最新研發(fā)出的數(shù)位投影技術(shù)，確保了高速的量測工作具有優(yōu)質(zhì)的資料品質(zhì)。智慧型的點群刪減功能具有快速擷取并處理大筆點群且不會有資料損失的優(yōu)勢。STL的輸出演算也能保持最完徵特徵。數(shù)位照相光學(xué)量測系統(tǒng)經(jīng)過VDI 2634認證，且能夠快速且精準地完成所有的量測工作，此外也很適合在生產(chǎn)線旁勝任品質(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、網(wǎng)格、貼圖實體)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，須針對各領(lǐng)域的需求，編修3D模型。相對于檢視功能而言，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、補洞、疊合等功能；在3D動畫軟體中，則強調(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)格來表現(xiàn)模型的精細度，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。此點在開放式的掃描系統(tǒng)尤其嚴重。常見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)，并透過標準的3D格式匯出至他種應(yīng)用軟體。例如轉(zhuǎn)換模型架構(gòu)：常見的有云點網(wǎng)格化、網(wǎng)格架構(gòu)轉(zhuǎn)換為NURBS曲線／曲面，或NURBS曲線／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)是採用類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，通過預(yù)熱的噴嘴而成為半熔融狀態(tài)的細絲，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，零件塑型，裝配確認以及各種實際運作的功能性測試，也就是所謂的Working Sample實作，并非純粹有外觀確認的Mockup。此外，F(xiàn)DM技術(shù)非常擅長于應(yīng)用在少量製造與快速製造(RM)，還有應(yīng)用在汽車零件的檢治具設(shè)計以及常溫模具應(yīng)用。

    例如翻沙鑄造模具，吹瓶模具，射蠟?zāi)＞?，以及塑膠模具等。所以，F(xiàn)DM技術(shù)的材料物理性質(zhì)穩(wěn)定，成型過程只有物理變化，所以尺寸精準不變形，與塑膠成品相同，比起其他使用熱固性樹脂材料的快速原型技術(shù)，更適合應(yīng)用在產(chǎn)品開發(fā)製程中，進行功能性原型測試。

    虛擬雕刻設(shè)計系統(tǒng)是由3種元素所構(gòu)成，硬體介面「PHANTOM」看似1個具有精巧機械手臂加上1支雕刻筆的機器。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)由複雜的計算，處理由簡單到高階的觸控運算，例如座標位置、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、移動位置、硬體輸出的力量做結(jié)合，把運算結(jié)果反應(yīng)到螢?zāi)簧咸摂M黏土的變化，簡單得說就如同雕塑實際的黏土簡單，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。應(yīng)用產(chǎn)品的造型設(shè)計，生物特徵設(shè)計，珠寶設(shè)計，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(ID)、3D網(wǎng)站(Web3D)、游戲動畫(Animation)、數(shù)位典藏(Preservation)等。透過這些實例，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，將輪廓線轉(zhuǎn)為NURBS 曲線，并匯出為IGES的線格式，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)計領(lǐng)域。

    (B)應(yīng)用于電腦輔助檢測：本例結(jié)合3D掃描與檢測比對軟體，提供給使用者針對非接觸掃描的CAD/量測資料組進行比對的完整功能。該CAD/量測資料進行比對可以立即在線上或是稍候任何時間上執(zhí)行。量測結(jié)果提供使用者有價值的基本資訊，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，或是針對模具局部的磨損范圍也許需要進行重建。具有廣泛性的比對方式(例如，使用使用者自訂的誤差彩色圖進行曲面比對，使用針式圖解進行剖斷面與邊界線的比對)，將可提供成為一個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，針對全自動疊合對位方式的額外功能，可讓使用者在檢測方面節(jié)省下寶貴時間，尤其在連續(xù)性量測或是自動化程序應(yīng)用上特別容易使用。任何檢測比對程序都可以使用”使用者定義Visual Basic巨集”的方式做成自動化流程。