谈三维扫描成本

2021年 4月 30日
概要 

三维扫描的成本多高,受到诸多因素的影响。本指南将聊一聊这些影响因素,便于您决定是入手一台扫描仪自用,还是寻求专业扫描服务。

三维捕获的途径
购买扫描仪,租用扫描仪,或购买扫描服务
考虑因素
扫描对象尺寸、数量、复杂度、应用场景等
价格区间
250美元(小型部件)-2000美元(大型部件)

引言

许多专业人士面对扫描项目时,时常会考虑三维扫描的成本问题。这一问题也相当复杂:和其他技术设备一样,扫描时也有诸多因素需要考虑。

下面,我们来逐一分析一下常见因素。

影响三维扫描成本的关键因素

1.扫描物体或部件尺寸

制定扫描预算时,首先要考虑的基本因素之一就是扫描物体或部件的大小。与小型物体相比,大型物体通常更费时,也需要更多次扫描才能得到完整模型。因此,大型物体扫描的成本也会相应更高。

使用手持式三维扫描仪扫描大型工业品的精密细节

然而,在某些情况下,却并非如此。扫描几何复杂的小型物件,或许比扫描几何简单的大型物体成本更高。我们将在下方几何小节中作具体介绍。

如您打算购买扫描仪,请确认您选择的产品适合扫描物体的尺寸。有时,几何复杂的大型物体需要多台扫描仪协同使用。一台扫描仪捕获物体整体轮廓,另一台扫描仪捕获难以触及的小型区域,完成全部采集。

2.扫描物体或部位的几何

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要考虑的第二个关键因素就是物体的几何复杂度。扫描一件没有复杂细节的物体,要比扫描孔洞、细线、锐利边缘、叠加部件、螺纹等复杂特征来的简单。这类复杂特征需要更多时间,才能完成细节的采集,完成精准的完整模型,而没有特征的物体就非常简单。

要点:

扫描没有大量细节的物体更快更简单,扫描带有孔洞、细线、锐利边缘、叠加部件、螺纹等复杂特征的表面更麻烦。

为说明这点,我们准备了如下两个模型。第一个模型是扳手, 属于几何简单的小型物体(2.5 cm x 16.3 cm)。扫描专员只花了3分钟进行扫描,Artec Studio软件进行10分钟数据处理。

几何简单的小型物体3D模型

带有复杂几何的中型物体3D模型

第二个模型是双离合变速箱, 属于带有大量微小细节的中型物体(40 cm x 44 cm x 52 cm)。扫描时间22分钟,处理时间翻一番。

3.项目中扫描物体或部件的数量

上两个因素考虑过后,自然要考虑这点:需要捕获的物体或部件越多,扫描和处理所耗费的资源就越多,无论您打算自己动手还是找人代劳。物体的每个部分,或者多个实体对象,都需要独立扫描,并且可能需要不同的扫描和数据处理工作流。

要点:

需采集的物体或部件越多,扫描和处理所耗费的资源就越多。

例如,逆向工程需要完整扫描时,经常需要拆解物体,才能单独扫描每个组件。这就需要对扫描和处理时间进行分配。但是,在某些情况下,例如,如果组件的形状比较基础,则无需拆卸。

质保领域同样如此。多数情况下,需要检查的部件都要和相应的CAD/网格模型进行对比,无需拆卸。

4.最终模型的精度和分辨率

评估扫描成本时,需要考虑的另一个关键因素是最终3D模型的精度和分辨率。扫描仪不同,技术规格也不同,分辨率和精度是由设备所采用的技术决定的。搭载的软硬件越先进,设备品质、处理速度和精度、最终效果的稳定性就越高。因此,对模型的精度和品质要求越高,3D捕获的投入就会越大,无论您打算亲自动手还是找人代劳。

要点:

对模型的精度和品质要求越高,3D捕获的投入就会越大,无论您打算亲自动手还是找人代劳。

现在市面上有很多三维扫描仪和扫描设备:白蓝结构光三维扫描仪、激光扫描仪、摄影测量解决方案等等。如果您寻求专业扫描服务,那么对方会为您选择哪款扫描仪最适合。但是,如果您打算购买三维扫描仪自用,请先了解设备规格,安排一场线下或线上产品演示,至少扫描一件您想扫描的物体,感受效果。

5.色彩

另一个影响扫描成本的因素是色彩。一些应用场景需要彩色扫描,追求效果逼真。而有些情况下,例如,需要测量物体时,就不需要色彩。

使用Artec Space Spider扫描的电钻3D模型(有纹理与无纹理)

如果项目需要高质量纹理,这就要使用专业的照明设备和特定的软件,如摄影测量软件,才能将外表的纹理镜头投射到网格上,所以,在时间和金钱上的投入大不相同。

如果模型需要在线展示,或用于视频游戏、AR或VR应用程序中,则可能需要多花些时间由3D艺术家进行纹理后期处理和修饰。但是在某些情况下,对物体进行彩色和无纹理捕获的扫描和处理可能几乎相同。一切都取决于应用场景,下一节将具体展开。

6.应用场景

三维扫描往往只是庞大工作流的一部分。就像用普通扫描仪扫描一本杂志上的文章,进行研究,或者拍摄某人的采访视频制作纪录片,三维扫描仪可以用来3D复制某个物体,并用于某些具体项目。

使用Artec Space Spider制作压缩机3D模型,继续用于逆向工程

无论是扫描要维修的破损汽车零件、在线商店的椅子,还是为定制矫形器进行足部扫描,每个应用场景都有不同要求。扫描仪捕获的数据需要进一步处理,才能适合项目使用。

若想要原始3D数据,那么自购扫描仪或寻找专业服务,都不会有额外的开销。大多数三维扫描解决方案支持各种常见3D格式,如STL、OBJ、PLY和WRL。

Artec Micro制作的夹具3D网格模型:网格由数千个多边形构成

根据3D网格模型制作的夹具CAD特征模型

例如,您想获得CAD参数化模型,而非网格模型,那么扫描服务的价格就会更贵(也可能是您或您的CAD专员额外花上好几个小时进行处理)。这种情况下,一定要在预算中纳入建模和CAD的部分。逆向工程一小时价格100-250美元,物体越复杂,逆向制作所需要的时间也更久。

7.复杂材质和扫描条件

有些反光或发亮的表面很难直接捕获,需要额外的时间准备物体,例如喷涂可洗或自行脱落的喷剂,还要在扫描结束后完成清理。

要点:

有些反光或发亮的表面很难直接捕获,需要额外的时间准备物体,安排合适的扫描环境。

此外,有些扫描仪需要特殊的装置,还需要其他材料的配合才能顺利捕获,比如标记点。这些标记点也是一笔额外的开支,而且很麻烦,要花很长时间才能贴完。同时,还要保证数量足够,每一帧都有足够的标记点,扫描完后,还需要花时间取下标记点,清理扫描对象。

在有些情况下,如果某个物体体积很大,且位置较远,又或者很难依靠自己扫描到所有表面,那么,您可能还需要一些额外的设备(梯子、吊车等),或者一些帮手一起扫描。

三维扫描价格示例

下面通过几个不同的项目实例,来说明成本问题。

请注意:这些价格由埃太科三维美国扫描服务团队估算,可能与其他扫描服务提供商的价格有些微出入,比如,有些商家采用不同扫描技术和软件,或位于不同国家。

案例1:汽车轮毂

第一个估算项目是汽车轮毂:这是一个很常见的扫描物体,很多汽车制造商、售后维修和改装店都需要三维扫描仪进行逆向制作,测量各类汽车部件的尺寸,其中就包括汽车轮毂。

汽车轮毂几何很少,但也有不少细节元素需要捕获

和下方案例中的物体相比,这个轮毂的几何不算特别复杂,但仍然有一些精密细节,例如中心盘、中心孔、轮辐、中心帽,较难捕获。由于缺乏特征,我们需要在轮毂周围随机放置一些标记,才能保证扫描仪追踪稳定。

为扫描这个轮毂,我们的扫描专员选择了带有HD模式的埃太科结构光扫描仪Eva,来捕获轮毂内部的小元素,制作干净清晰的3D数据。扫描时间约5分钟,1分钟调整位置。HD重建时间约为7.5分钟,处理时间总共25分钟。整个项目耗时约40分钟。

扫描这类中型物体,且处理较少的项目,基本价格为800美元,如果客户要求细节度更高,需要同时使用精度更高的高清扫描仪Space Spider,那么价格可能会高达1200美元。

案例2:双离合变速箱

双离合变速箱是典型的带有复杂几何的物体

我们决定在第二个案例中使用更复杂的大型物体,于是选中了这款双离合变速箱。可以看到,这个变速箱上有很多微小的细节。这就是本文开头所说的带有复杂几何的典型物体。

扫描专员使用开启HD模式的Eva扫描仪,20分钟完成了扫描,随后用了50分钟时间进行重建。Artec Studio软件处理总共耗费110分钟。整个流程耗时2.5小时,1200美金。

案例3:散热格栅

最后一个案例,我们来看下另一个汽车部件,不仅几何复杂,而且还是黑色反光表面(这对许多三维扫描仪来说都很难搞定),也就是散热格栅。

有了合适的软硬件,黑色反光表面也能顺利捕获

为使工作流更快更简单,我们的扫描专员先进行了一些前期准备工作,用扫描喷雾对格栅反光处进行喷涂,随后才用开启HD模式的Leo扫描仪进行扫描。当然,扫描完成后,还要另外花时间把喷雾擦除。

扫描时间7分钟,13分钟进行HD重建。Artec Studio软件处理35分钟,制成成品网格模型。

扫描这类需要喷雾的物体,成本约为800美元。一罐喷雾的价格为10-50美元,当然也需要时间和耐心,才能像本例中,对格栅进行完好的处理。

自购扫描仪 vs. 寻求专业服务

那么问题来了,到底是自购、租赁三维扫描仪、还是找第三方服务呢?

如果您需要定期扫描上述物体,比如说每周或每月几次,那或许购买一台或多台三维扫描仪更划算。如果扫描一次平均1000美元,那只要每月扫描2-3个部件,扫描一年,一台埃太科扫描仪的成本就回来了。

Artec Leo扫描培训

如果只是偶尔扫描,并且不确定是否要为此购买扫描仪,那么最好租用一周或一个月,看看扫描仪的使用流程是否符合您的需求。许多销售三维扫描仪的公司也同时提供租赁服务,还能为您提供技术建议。购买全新或二手三维扫描仪前先试用一下,也是个不错的选择。租赁价格因公司而异。这里提供一个参考,Eva或Space Spider的租赁费用约为每天250-375美元,Leo的租赁费用约为每天475美元。

要点:

如果扫描一次平均1000美元,那只要每月扫描2-3个部件,扫描一年,一台埃太科扫描仪的成本就回来了

如果是一次性扫描,那么使用专业扫描服务就便宜得多。这样,您无需购置专业设备,即可让3D专家为您完成这项工作。这也比购买扫描仪要快得多,并且成本效益也更高

结论

无论什么项目,希望现在您对三维扫描的成本有了更清晰的认识。如果读完本文,您打算购买适合您的三维扫描仪,并想了解有关埃太科三维扫描仪的更多信息,请点此与我们联系,我们很乐意回答您遇到的任何问题。

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