三維掃描建模技師（高級(jí)）考試試卷及答案一、填空題（共10題，每題1分）1.三維激光掃描設(shè)備按測(cè)距原理可分為相位式、脈沖式和______式。2.點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的核心步驟包括去噪、______和配準(zhǔn)。3.攝影測(cè)量中，多視角影像匹配的關(guān)鍵是______特征提取。4.逆向工程的核心是從______到CAD模型的轉(zhuǎn)換。5.工業(yè)級(jí)三維掃描儀的精度常用______（單位）表示，常見(jiàn)為微米級(jí)或毫米級(jí)。6.ICP算法的全稱(chēng)是______。7.結(jié)構(gòu)光技術(shù)的常見(jiàn)編碼方式有二進(jìn)制編碼、______和格雷碼。8.自由曲面建模常用軟件除Geomagic外，還有______（舉1個(gè)）。9.掃描坐標(biāo)系轉(zhuǎn)世界坐標(biāo)系的步驟稱(chēng)為_(kāi)_____。10.保證掃描數(shù)據(jù)完整性需設(shè)置足夠______，使相鄰掃描站重疊率≥30%。二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）1.適合戶外大型場(chǎng)景掃描的設(shè)備是？A.結(jié)構(gòu)光掃描儀B.激光掃描儀C.攝影測(cè)量系統(tǒng)D.手持式藍(lán)光掃描儀2.點(diǎn)云“精簡(jiǎn)”的目的是？A.去除異常點(diǎn)B.減少數(shù)據(jù)量C.糾正誤差D.統(tǒng)一坐標(biāo)系3.攝影測(cè)量“內(nèi)定向”是指確定？A.影像與相機(jī)坐標(biāo)系關(guān)系B.影像與物方坐標(biāo)系關(guān)系C.相機(jī)相對(duì)位置D.物方絕對(duì)坐標(biāo)4.點(diǎn)云生成NURBS曲面的關(guān)鍵是？A.配準(zhǔn)B.曲面擬合C.紋理映射D.網(wǎng)格簡(jiǎn)化5.三維掃描精度驗(yàn)證常用標(biāo)準(zhǔn)件不包括？A.鋼球B.平面板C.校準(zhǔn)塊D.塑料球6.主要用于點(diǎn)云處理的軟件是？A.AutoCADB.GeomagicWrapC.SolidWorksD.3dsMax7.結(jié)構(gòu)光掃描儀基于什么原理？A.激光測(cè)距B.影像匹配C.光的飛行時(shí)間D.三角測(cè)量8.點(diǎn)云初始配準(zhǔn)常用方法是？A.ICPB.RANSACC.特征匹配D.手動(dòng)配準(zhǔn)9.紋理映射的作用是？A.增加顏色細(xì)節(jié)B.提高精度C.減少數(shù)據(jù)量D.糾正曲面誤差10.不屬于掃描設(shè)備性能指標(biāo)的是？A.掃描速度B.精度C.掃描范圍D.軟件版本三、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）1.三維掃描設(shè)備按便攜性分為？A.固定式B.手持式C.車(chē)載式D.機(jī)載式2.點(diǎn)云常見(jiàn)格式有？A.PLYB.STLC.OBJD.LAS3.逆向工程應(yīng)用領(lǐng)域包括？A.汽車(chē)制造B.航空航天C.文物保護(hù)D.醫(yī)療建模4.掃描數(shù)據(jù)處理步驟包括？A.采集B.預(yù)處理C.重建D.精度驗(yàn)證5.結(jié)構(gòu)光技術(shù)類(lèi)型有？A.白光B.藍(lán)光C.紅外D.激光6.點(diǎn)云去噪方法有？A.統(tǒng)計(jì)濾波B.高斯濾波C.雙邊濾波D.中值濾波7.攝影測(cè)量關(guān)鍵步驟包括？A.影像采集B.特征提取C.影像匹配D.三維重建8.曲面重建類(lèi)型有？A.規(guī)則曲面B.自由曲面C.參數(shù)曲面D.隱式曲面9.掃描精度影響因素包括？A.設(shè)備精度B.環(huán)境C.物體表面特性D.操作方法10.常用逆向建模軟件有？A.GeomagicB.CATIAC.SolidWorksD.Rhinoceros四、判斷題（共10題，每題2分）1.激光掃描儀測(cè)距精度與掃描距離無(wú)關(guān)。（）2.點(diǎn)云精簡(jiǎn)會(huì)降低模型精度，應(yīng)保留所有點(diǎn)。（）3.攝影測(cè)量無(wú)需標(biāo)定相機(jī)參數(shù)。（）4.ICP可用于任意點(diǎn)云的精細(xì)配準(zhǔn)。（）5.逆向工程僅能復(fù)制現(xiàn)有物體，不能創(chuàng)新設(shè)計(jì)。（）6.結(jié)構(gòu)光掃描儀適合掃描反光物體。（）7.點(diǎn)云配準(zhǔn)目標(biāo)是使點(diǎn)云間誤差最小。（）8.STL格式不含紋理信息。（）9.掃描速度越快，精度越高。（）10.紋理映射需與模型幾何結(jié)構(gòu)完全匹配。（）五、簡(jiǎn)答題（共4題，每題5分）1.簡(jiǎn)述三維激光掃描設(shè)備的工作原理。2.點(diǎn)云預(yù)處理的核心步驟及作用是什么？3.攝影測(cè)量與激光掃描的主要區(qū)別？4.逆向工程中“點(diǎn)云→CAD模型”的關(guān)鍵流程？六、討論題（共2題，每題5分）1.如何從設(shè)備、操作、數(shù)據(jù)處理三方面提高掃描建模精度？2.三維掃描在文物保護(hù)中的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)？---答案部分一、填空題1.三角2.精簡(jiǎn)3.特征點(diǎn)4.點(diǎn)云5.毫米（mm）/微米（μm）6.迭代最近點(diǎn)7.相移編碼8.Rhinoceros（犀牛）/CATIA9.絕對(duì)定向10.掃描站二、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.A4.B5.D6.B7.D8.C9.A10.D三、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD四、判斷題1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.√五、簡(jiǎn)答題1.三維激光掃描原理：設(shè)備發(fā)射激光束，通過(guò)飛行時(shí)間（長(zhǎng)距離）、相位差（中距離）或三角測(cè)量（近距離）計(jì)算激光與物體表面交點(diǎn)的三維坐標(biāo)（x,y,z）；掃描頭旋轉(zhuǎn)形成網(wǎng)格覆蓋物體，最終采集點(diǎn)云。不同原理適配不同場(chǎng)景：飛行時(shí)間法適合戶外大型場(chǎng)景，相位式適合工業(yè)車(chē)間，三角測(cè)量適合高精度近距離物體（如文物）。2.點(diǎn)云預(yù)處理步驟及作用：①去噪：去除噪聲點(diǎn)、離群點(diǎn)，避免影響建模精度；②精簡(jiǎn)：保留特征前提下減少點(diǎn)云數(shù)量，降低數(shù)據(jù)量和處理難度；③配準(zhǔn)：將多站掃描點(diǎn)云轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系，拼接成完整點(diǎn)云（初始用特征匹配，精細(xì)用ICP）。部分場(chǎng)景需平滑優(yōu)化表面連續(xù)性。3.攝影測(cè)量vs激光掃描區(qū)別：①原理：攝影測(cè)量基于影像匹配，激光掃描基于激光測(cè)距；②數(shù)據(jù)：攝影測(cè)量輸出帶紋理點(diǎn)云，激光掃描輸出無(wú)紋理幾何點(diǎn)云；③場(chǎng)景：攝影測(cè)量適合大范圍帶紋理場(chǎng)景（建筑、地形），激光掃描適合高精度無(wú)紋理工業(yè)物體（機(jī)械零件）；④成本：攝影測(cè)量設(shè)備（相機(jī)）成本更低。4.點(diǎn)云→CAD流程：①預(yù)處理（去噪、精簡(jiǎn)、配準(zhǔn)）；②特征提?。ㄗR(shí)別規(guī)則/自由曲面特征）；③曲面擬合（規(guī)則特征擬合參數(shù)曲面，自由曲面擬合樣條曲面）；④模型拼接（拼接曲面成完整模型）；⑤精度驗(yàn)證（對(duì)比CAD與原始點(diǎn)云誤差，修正偏差），最終輸出可加工的CAD模型。六、討論題1.提高精度的方法：①設(shè)備：選用工業(yè)級(jí)高精度設(shè)備（如精度≤0.1mm激光掃描儀），定期校準(zhǔn)（激光/相機(jī)標(biāo)定）；②操作：控制環(huán)境（避免強(qiáng)光、反光，設(shè)備穩(wěn)定），設(shè)置參數(shù)（分辨率、重疊率≥30%），標(biāo)記靶標(biāo)輔助配準(zhǔn)；③數(shù)據(jù)處理：優(yōu)化預(yù)處理（統(tǒng)計(jì)濾波去噪，ICP精細(xì)配準(zhǔn)），曲面擬合用最小二乘法，用校準(zhǔn)塊驗(yàn)證精度。操作人員需熟悉規(guī)范減少人為誤差。2.文物保護(hù)的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)：①優(yōu)勢(shì)：非接觸式避免損傷（如壁畫(huà)、脆