《項目二逆向數(shù)據(jù)采集技術(shù)》思考題參考答案2-1掃描二維碼，觀看視頻“2-12接觸式和非接觸式掃描組合實例.mp4”，討論并思考下列幾個問題：（1）該鼠標具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點？答：鼠標的結(jié)構(gòu)特點：表面多為自由曲面，上寬下窄，鼠標按鍵部位為彈性體。為什么不能采用接觸式數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集鼠標的全部數(shù)據(jù)？答：采用接觸式數(shù)據(jù)采集設(shè)備時，會產(chǎn)生作用力。對鼠標而言，具有彈性的鼠標按鍵部位，會在采集數(shù)據(jù)的過程中，發(fā)生變形，因此不能采集到正確的坐標數(shù)據(jù)。在一次裝夾過程中，可以采用非接觸式光學(xué)掃描儀完成鼠標全部數(shù)據(jù)的采集嗎？答：在視頻中，將鼠標底面固定在三坐標測量機上，形成了上寬下窄的姿態(tài)。若采用非接觸式光學(xué)掃描儀進行采集，則鼠標側(cè)面的數(shù)據(jù)將采集不到，最終將不能形成完整的鼠標數(shù)據(jù)模型。你覺得接觸式和非接觸式采集方法有何區(qū)別？答：從視頻上看，接觸式采集數(shù)據(jù)的速度慢，對實物有作用力，不能采集物體彈性區(qū)域的數(shù)據(jù)；而非接觸式采集數(shù)據(jù)的速度快，可采集軟或有彈性的物體表面。為什么要進行測頭的標定？答：標定的目的是為了將設(shè)備采集到的圖像坐標轉(zhuǎn)化為三維空間中的真實世界坐標。標定的過程就是得到三維世界坐標系中工件點的三維坐標與設(shè)備圖像坐標系中對應(yīng)點的函數(shù)關(guān)系的過程。標定精度是決定采集系統(tǒng)精度的重要因素。采集后的多個數(shù)據(jù)文件，為什么要進行合并？答：視頻中通過接觸式光學(xué)掃描采集到的是鼠標幾個側(cè)面的坐標，非接觸式測頭采集到的是鼠標頂面的坐標，都是鼠標局部的坐標數(shù)據(jù)。只有通過合并，才能將側(cè)面坐標數(shù)據(jù)和頂面的坐標數(shù)據(jù)，形成一個完整的鼠標數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)可保存為什么格式，以便于在其他軟件系統(tǒng)中打開進行模型重構(gòu)？答：視頻中是將所采集數(shù)據(jù)保存為“IGES”或“STL”格式，這些文件格式是一些通用的圖形文件格式，在其他圖形系統(tǒng)中一般都會有該類文件的數(shù)據(jù)接口。這樣所采集到的數(shù)據(jù)可方便地在其他軟件系統(tǒng)中打開，進行數(shù)據(jù)處理、曲面重構(gòu)。2-2掃描二維碼，觀看視頻“2-13逆向數(shù)據(jù)采集-臉譜實例.mp4”，思考如下問題：（1）為什么采集臉譜時，需要進行噴涂？答：由于光學(xué)掃描儀進行數(shù)據(jù)采集時，其采集精度受到物體表面對光折射的影響。視頻中的臉譜實物，外形有多種顏色。因此，為避免不同的顏色對光折射的影響，提高采集精度，在進行臉譜數(shù)據(jù)采集前，需要用噴涂劑（顯影劑）進行噴涂，形成均勻顏色的外形。（2）若需要噴涂顯影劑，需要注意哪些方面？答：噴涂顯影劑前，需要注意：1）將實物放置在報紙上，并置于通風(fēng)處。2）搖均顯影劑；3）噴涂時，瓶口距實物一定距離；4）按壓瓶口時用力均勻，以霧狀噴出、在表面形成薄薄的一層為最佳。（3）總結(jié)一下，哪些實物在采用光學(xué)掃描儀進行數(shù)據(jù)采集前需要進行噴涂處理？答：采用光學(xué)掃描儀進行數(shù)據(jù)采集，需要對表面反光、透明，或表面較暗的實物進行一定的噴涂處理。2-3講述接觸式與非接觸式數(shù)據(jù)采集方法的特點？答：參見表2-1，從采集速度、采集精度以及采集實物的特點幾方面進行比較。2-4講述Sense3D掃描儀的工作原理和操作步驟。思考一下該如何提高Sense3D掃描儀的數(shù)據(jù)采集精度？答：Sense工作原理同市面上的大多數(shù)3D掃描儀差不多，是基于激光、電子等技術(shù)，通過非接觸式掃描或測量，將物體表面的形狀和顏色，轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的數(shù)據(jù)。其操作非常簡單。Sense3D掃描儀通過USB線連接電腦后，啟動軟件，選擇掃描模式，就可以進行頭像、物體等進行數(shù)據(jù)采集。可通過如下幾種方法來提高該掃描儀的數(shù)據(jù)采集精度：掃描物體時，物體表面噴涂顯影劑，物體擺放穩(wěn)定，光線均勻明亮；掃描頭像時，人要穩(wěn)定不動。手持掃描儀時，要穩(wěn)固；移動式要勻速。2-5EXAScan掃描儀采用的工作原理是什么？如何進行操作？又如何提高EXAScan掃描儀的數(shù)據(jù)采集精度？答：EXAScan掃描儀采用的工作原理是基于自定位測量原理。數(shù)據(jù)采集時，在需要掃描物體表面的任意位置貼上標記點，高速CCD照相系統(tǒng)會辨認所有標記點組成的三角面來進行定位；十字激光采集該三角面上的點數(shù)據(jù)，并且在采集軟件中實時顯示，輸出為STL格式的表面數(shù)據(jù)。EXAScan掃描儀的操作：1）保證各組件與電腦間的連接正確。2）掃描前，先規(guī)劃采集路徑，做好物體的前處理，貼好標記點。3）配置掃描儀參數(shù)。4）進行掃描：先掃描標記點，再掃描物體。5）保存掃描數(shù)據(jù)。2-6講述Win3DD單目掃描儀采用的工作原理和操作步驟。思考如何提高Win3DD單目掃描儀的采集精度？答：Win3DD單目三維掃描儀采用單工業(yè)相機白光光柵掃描技術(shù)，可針對外觀復(fù)雜、自由曲面、柔軟易變形或易磨損的物體進行表面數(shù)據(jù)獲取，克服了傳統(tǒng)激光掃描儀精度低、效率差及行程限制等缺陷；同時增強的計算方法可對深色物體進行掃描，可避免反差劑的使用與清洗工作。操作步驟：1）標定（可省略）；2）掃描前處理；3）數(shù)據(jù)采集路徑規(guī)劃；4）啟動計算機和掃描儀，將掃描儀預(yù)熱5-10分鐘。5）打開掃描軟件，新建工程；6）啟動掃描系統(tǒng)；7）設(shè)置相機參數(shù)；8）數(shù)據(jù)掃描。9）保存。要提高該掃描儀的采集精度：物體表面處理和貼標記點、環(huán)境光明亮均勻、物體與掃描儀保持平穩(wěn)、掃描參數(shù)合理。2-7總結(jié)非接觸式光學(xué)掃描儀數(shù)據(jù)采集的主要步驟。答：非接觸式光學(xué)掃描儀數(shù)據(jù)采集的主要步驟：物體前處理：清洗、噴涂、貼標記點等；正確連接掃描儀和電腦；合理的參數(shù)設(shè)置；保證物體與掃描儀間的合理距