Artec 3D 2020年度最佳3D扫描仪产品测评

作者 Svetlana Golubeva
2020年 8月 28日
概要 

在研究过市面上最好的3D扫描仪后,我们发现大部分都没写明扫描物体的关键参数信息。如物体尺寸等重要分类以及扫描仪的应用场景没有涉及。本篇测评旨在填补这方面的空缺,帮您找到最适合的最佳3D解决方案。

扫描仪类型
5
物体尺寸
无限制
价格区间
US $9800 – US $60000

导言

找一款最合适的3D扫描仪,是一项艰巨的任务。如今的互联网充斥着“最好用的5-10-20款3D扫描仪”等测评和排行。光看这些内容分就够难了,更别提还要消化海量的信息。

看完这些排名后,我们发现它们有个相同的思路:大多数对比的都是几款差异较大的扫描仪,且挑选标准非常不明确。最重要的是,这些排名没有考虑扫描对象和扫描目的。所以,如果没有明确参数对比,怎么能知道该选哪款呢?比如说,要扫描一辆车、一架飞机或一只脚——哪款表现最好呢?

为回答这一问题,我们决定基于扫描物体尺寸对我司3D扫描仪产品进行分类,突出最适合每类物体尺寸的设备。我们希望这篇测评能帮您做出最佳选择。

适合扫描不同尺寸的最佳3D扫描仪

Artec Micro

最适合小微型物体

最大物体尺寸:

90 × 60 × 60 mm

例如:

发动机阀、连接器、小型零部件、手表齿轮与部件、电子元器件、人牙、珠宝等。

如需扫描微型物体,如机械部件、种植牙或珠宝,您可了解一下Artec Micro。

Artec Micro是一款全自动桌面式3D扫描仪。和市面上其他解决方案不同,您不需要手持设备并围绕物体旋转。相反,您只要把物体放在Micro扫描台上就能开始。Micro配备双轴旋转系,能在任何角度实现自动捕获,解放双手。Micro本身也会选择最佳高效路径,捕获物体每个表面和不同角度,傻瓜式操作。

 

要点

Micro可以看到324 cm³内的3D数据,超高扫描精度高达10微米,分辨率高达0.029毫米。

Micro双彩色摄像头和蓝色LED灯,使Micro可以捕获324 cm³内的3D数据,超高扫描精度高达10微米,分辨率高达0.029毫米。所以,扫描90 × 60 × 60毫米内的小微物体都是不错的选择。

其他桌面式3D解决方案相比,Micro还有一个优势是它的强劲软件可支持实时数字捕获和无缝后期处理。最优秀的一点是操作起来非常简单。少量培训后,就能制作出色的3D模型。

 

价格: $29300

Artec Space Spider

最适合小型物体

建议物体尺寸

2厘米以上

例如:

压缩机、小型工具、印刷电路板、紧固件、钥匙与硬币、小型文物、颌骨结构、解剖部位如耳部等。

若需扫描体积稍大的物体,如小型机械部件、电路板、紧固件、螺钉、螺栓、骨骼、甚至人耳,不妨尝试一下Artec Space Spider。这款蓝结构光3D扫描仪专为小型复杂几何物体设计,5毫米以上即可使用。从它的名字也能猜到,Space Spider最初是为国际空间站设计的。该产品使用了顶级电子元件,能在各类环境条件下稳定工作。

为何如此适合小型物体呢?Space Spider计量级准确度高达0.05毫米,分辨率高达0.1毫米,使其成为市面上最准确的产品之一。2000 cm³的捕获空间和0.2-0.3米的工作距离,意味着它甚至还能捕获精密细节和高难度几何。

要点

Space Spider计量及准确度高达0.05毫米,分辨率高达0.1毫米,使其成为市面上最准确的产品之一。

和Micro不同,Space Spider是一款手持式扫描仪。所以只要拿起,对准扫描物体即可,就像拿摄像机拍视频一样简单。使用Space Spider扫描小型物体时,将其放在旋转台上转动,就能从多个角度顺利捕获物体。扫描体积稍大的物体时,可根据需要操控Space Spider,从各角度捕获所需表面。扫描仪本身质量轻便,仅重0.85公斤,用法简单。和Micro不同,它还能与其他3D扫描仪配合使用,以超高精度捕获大型物体的小型部位。

如需了解更多该产品的功能和使用方法,不要错过3D扫描专家Nick Lievendag撰写的Space Spider深度评测

价格: $24800

Artec Eva

最适合中型物体

建议物体尺寸:

30厘米以上

例如:

齿轮箱、施工机械、铸件、合金轮圈、人体、家具、雕像

需要扫描体积较大的物体,如合金轮圈、摩托车排气系统或人体?对这类中型物体而言,尤其是10厘米以上,不妨了解下Artec Eva。Artec Eva受皮克斯科幻动画主人公瓦力和他的机器人女朋友Eve的启发,在数字捕获中型物体时表现优秀。这是为什么呢?

要点

Eva捕获空间为61000 cm³,适合捕获体积较大的物体,同时还能保持0.1毫米的准确度和130万像素的超高分辨率。

和Space Spider、Micro一样,Artec Eva采用结构光技术捕获3D数据。但和其他扫描仪不同,Eva的捕获空间达61000 cm³,是Space Spider的30倍,Micro的几乎200倍。因此Eva可以在保持0.1毫米准确度的同时捕获更大的物体。Eva的速度高达16 fps,分辨率高达130万像素。

得益于其舒适的尺寸和分量,Eva几乎可以随时用于扫描,即便环境不理想。它还能捕获黑色亮面这些通常难以扫描的表面。与Micro不同,Eva为手持式,所以扫描时围绕物体旋转即可。

Eva对新手和资深专家而言都是完美之选,能和其他Artec解决方案配合使用,如Space Spider或Ray。

价格: $19800

Artec Eva Lite

如果您需要找一款适合中型物体的高性价比3D扫描设备,不妨考虑下Artec Eva Lite,这是Artec Eva的经济版。

这款设备的准确度参数和Artec Eva相同,但功能略少:仅支持几何追踪与捕获。因此,它更适合为几何丰富的中型物体制作无纹理的高品质3D扫描,如人体。

和其他Artec解决方案相比,Eva Lite收集的数据明显更少,因此耗电少,可搭配经济型电脑使用。它是同类产品中的高性价比之选,特别适合教育机构、学校、制造实验室、非营利组织。如您需捕获3D全彩效果,也可以随时把Eva Lite升级成Eva。

价格: $9800

Artec Leo

最适合大中型物体

建议物体尺寸:

10厘米以上

例如:

汽车车身、工业设备、车辆内部、船用螺旋桨、小船、人体、家具、室内装饰等。

如果您想扫描特斯拉,请继续往下看。您是否需要扫描一些又大又复杂的物体,比如赛车、卡车、房间,还希望扫描速度足够快,3D彩色效果准确出众?那可以了解一下Artec Leo,这是世上首款全便携手持式3D扫描仪,配备机载自动处理和内置触摸屏。

为什么Artec Leo适合大型物体扫描项目呢?首先,设备操作简单明了。只要按下扫描键、围绕物体走动即可扫描,好比在智能手机上拍视频一样简单。Leo的便携式设计意味着不需要笔记本或平板电脑,也不用担心踩到电线。

要点

只要按下扫描键、围绕物体走动即可扫描,好比在智能手机上拍视频一样简单。

从技术角度来说: Leo的捕获空间达到16万cm³,是Eva的3倍。超大视场意味着能扫描更大的物体,准确度高达0.1毫米。

与市面上大多数3D解决方案不同,Leo给您带来了一体式便携3D扫描体验。它配备触摸屏显、强劲电池,支持无线连接,只需围绕物体旋转即可顺畅完整地捕获物体。更优秀的一点是您可以实时预览扫描效果,需要时进行完善,一切尽在指尖。机载Wi-Fi也便于3D数据共享和导出至笔记本电脑,或直接导出至Artec Studio,进行深度编辑和后期处理。

Artec Leo可以扫描什么?既然能胜任大面积和小细节,那Artec Leo就能拿下很多物体,包括机械部件、人体、汽车、船只,甚至整个犯罪现场。该设备采用颠覆性的VCSEL光技术,能顺利完成高难度纹理的数字化,包括黑色亮面,还能在强光下依然表现稳定。

Artec Leo的扫描精度无懈可击。Artec Leo的3D重建率高达80 fps(Eva为16 fps,Space Spider为8 fps),被称为市面上最快的专业手持3D扫描仪,我们引以为傲。

价格: $29800

Artec Ray

最适合大型及超大型物体

推荐物体尺寸:

1米以上

例如:

飞机、小型/大型车辆、轮船、风力涡轮机、仓库、车间、考古点、飞机库等。

如您需扫描超大型物体,不妨关注下Artec Ray——最快最准确的远距激光3D解决方案之一。Artec Ray是Artec 3D的全新产品,专为扫描大规模物体而设计,如房屋、飞机、大型车辆等,扫描距离可达110米。

为什么这款扫描仪比其他激光扫描仪出众?Ray拥有出色的亚毫米级距离精度,角精度25角秒,同类最佳。Ray甚至还能捕获超大型物体的微小细节,并将扫描数据用于3D测量和评估。第二大优势就是Ray的超高分辨率带来非常干净的捕获数据。

Ray的水平视场角度为360度,垂直角度为280度,支持高分辨率和高速捕获超大型物体。每秒收集20.8万点,有两种模式:1-50米范围内的高品质数据捕获,和1-110米内距离较远的高敏模式。

要点

Ray拥有出色的亚毫米级距离精度,角精度25角秒,同类最佳,超过其他激光扫描仪。

Artec Ray功能强大,质量轻便,室内外均可使用。设备标配一个三脚架,您可以在最合适的位置扫描。最强大的一点是,您可以在Artec Remote移动端上远程操控,也就是说,在复杂危险的工作环境下,例如飞机或楼房顶部,可以远离设备操作。

Artec Ray功能强大,质量轻便,室内外均可使用。设备标配一个三脚架,您可以在最合适的位置扫描。最强大的一点是,您可以在Artec Remote移动端上远程操控,也就是说,在复杂危险的工作环境下,例如飞机或楼房顶部,可以远离设备操作。

价格: $60000
 桌面式手持式远距式
适合的物体尺寸小微型中小型大型
准确度           
适合高难度角度         
适合软质物体           
适合高速操作           
适合反光曲面          
自动化          
便携性          
可户外使用 

购买3D扫描仪其他考虑因素

好,现在我们已经了解不同物体尺寸适合哪类解决方案了,那在选购3D捕获设备时,还需要考虑哪些方面呢?首先需要回答这些问题:

  • 设备用于哪类项目?是否仅用于工业品?还是车辆?甚至人体?
  • 是否需要彩色3D设备?还是不需要纹理?
  • 最终扫描准确度要求多高?

为了让您了解大致的考虑过程,我们来列举几类项目,根据重要特点,选择合适的Artec 3D扫描仪。

因素#1

精准3D扫描

核心思想

不同方案间的扫描仪准确度差异很大,所以确定特定项目可接受的容错率很重要。

如果购买3D扫描仪用于精准测量,如品控、产品设计、逆向工程等,那么首先需要了解设备的准确度参数。不同扫描仪的准确度参数差异很大,首先请确定项目任务的容错范围。

为机械部件测量

通常工业级3D扫描仪的准确度范围是0.01-0.1毫米,每个3D设备制造商都会在技术参数中说明设备的准确度。如您需要一台精准3D扫描仪,可了解下Artec的准确度范围,看是否适合您。

 

Micro:

高达0.01 mm

 

Space Spider:

高达0.05 mm

 

Eva & Eva Lite:

高达0.1 mm

 

Leo:

高达0.1 mm

 

Ray:

亚毫米级

Artec 3D扫描仪精度范围

因素#2

人体与人脸的3D扫描

核心思想

无论是3D人像打印还是假肢定制,确保您所选的扫描仪在捕获人体时安全、准确、速度快。

如需捕获人体,有几点需在选购3D扫描仪时特别注意。首先,确保这款设备对人体安全;其次,分辨率是否符合任务要求;第三,设备色彩捕获质量如何;最后,在医疗领域,这款设备的准确度是否符合要求。

3D人体扫描用于假肢制作

如果您想做3D人像打印业务,可能需要一个速度较快的解决方案,因为人们总想动一动或眨个眼(毕竟是人啊!)。同时,扫描仪还要具备捕获人体所有突出细节的能力,但这些细节,比如头发、鼻孔、耳朵、手指,对某些扫描仪而言难度不小。此外,扫描仪必须稳定,不能围绕人体旋转时中断追踪。另外还有一个重点,就是这款设备最好有预览模式,方便看出扫描对象是否在过程中眨眼,需要重新扫描。

如果您从事修复整形工作,或许您需要一款能100%还原人体解剖结构的解决方案,无论是脚、手臂、手肘还是脊椎。扫描仪必须做到精准快速,可以尽快获得准确干净的数据,不用在设置和后期处理上花太多时间,方便您集中精力关注制作过程

如需3D扫描仪用于人体扫描,这里有一些不错的解决方案:

  • 如需为脸部或脸部某部位(如耳朵、鼻子、嘴唇)制作精准3D模型,可选择Artec Space Spider。
  • 如需扫描人体较大面积,如上半身、手臂、腿部或整个人体,可选择Artec Eva或Artec Leo。两款都受到该领域专业人士的青睐,您可根据自己的技术偏好选择,如偏好全便携式的高速方案(可选Leo),或者不介意连接笔记本电脑查看预览(可选Eva)。
  • 如只需头部、躯干或某个部位的无纹理3D模型,您也可以考虑Eva Lite这款经济型设备。

因素#3

全彩3D数字捕获

核心思想

纹理质量千差万别。我们建议您在特定物体上进行扫描测试,对比色彩质量差异。

虽然这点看起来显而易见,但我们还是希望您在选购3D扫描仪时引起注意。

许多市面上的3D解决方案都能实现彩色捕获。换句话说,除了.OBJ、.PLY或其他3D格式的3D成品模型外,还会有一个独立文件,包含扫描仪在项目过程中收集、创建的彩色纹理图。

无纹理(左)和带纹理(右)的电钻3D扫描

采用不同科技,色彩纹理品质也会有较大不同。我们建议您在需要扫描的物体上进行扫描测试,直观感受重建色彩的品质差异。然后选择最好的即可。色彩品质很大程度上取决于扫描仪摄像头的性能。请务必仔细查询该参数。

这里还需注意一下扫描仪自带软件的色彩处理功能。哪怕是最好的3D扫描仪也可能在扫描和光照条件不理想的情况下,产生过度曝光或颜色偏深的情况。所以,软件其实也很关键。例如,在Artec Studio中,你不用花几小时手动删除3D模型上的反光。无论扫描环境如何,都能微调亮度,确保成品3D模型适度曝光。

因素#4

珠宝3D扫描

核心思想

小型反光、细节丰富的珠宝很难捕获。为取得最佳效果,确保您的3D扫描仪符合项目各项要求。

若您从事珠宝行业,那么拥有3D扫描仪可以彻底颠覆您的设计生产流程。这类3D捕获方案可用于已有珠宝的高精度完善与复制,也可以重新设计款式,帮您节省大量时间,少则几小时,多则数日。但数字捕获细节丰富的珠宝难度不小,因为它们通常由贵金属和宝石制成,表面光泽,色泽单一透明。

用Artec Micro完成的胸针3D模型

如果您考虑为珠宝工作室添置一台3D扫描仪,请关注以下几个重要问题:

  • 珠宝均为小件,需要超高分辨率的3D捕获。确保您所选的设备分辨率符合工艺要求。
  • 珠宝还有一个扫描难点在于其设计,所以解决方案要尽可能简单,支持无缝衔接。
  • 正如前文所说,珠宝通常由贵金属和宝石制成,多数情况下,需要扫描前为反光和半透明表面进行消光处理。

因素#5

牙医业3D扫描

核心思想

涉及牙科时,建议检查设备准确度、速度、操作简易度,是否适合您的3D扫描工艺。

3D牙科成像也是对精准度要求极高的领域。掌握高度准确可靠的数据后,牙医、外科医生、医疗从业者就能为患者找到最合适的治疗方案。因此,为牙医行业选择解决方案时,您需关注设备是否准确、快速、操作便捷,才能确保牙医和患者顺利进行3D扫描。

3D扫描仪有不同种类,有些是专为牙医行业设计的,也有一些用途相对广泛。例如,锥形束CT(CBCT)扫描仪、手持式口内3D扫描仪(IOS)、牙科实验室桌面扫描仪。

3D扫描下颌铸件

若想为诊所找一款专业牙科3D解决方案,可关注Artec Space Spider。 牙科医师用Space Spider捕获前排牙齿,随后和口内扫描仪的数据对比,定制种植牙。不同于2D图像方式,Space Spider能制作出高度精准的牙齿模型,完美贴合患者口

如需处理单颗牙,另一项提升治疗品质的解决方案就是Artec Micro。这款全自动桌面式设备完美适合单颗牙齿、整个牙弓、复杂印模的扫描,精度超高。Micro的3D模型可导出至任何牙科软件,如ExoCAD,供牙医查看、诊断,并为患者提供有效的定制化治疗方案。

我们推荐牙科医生使用前沿解决方案Space Spider和Micro,可制作精准数字复制品,并为牙冠、牙桥、嵌体、高嵌体、假牙、定制基台、种植牙等等。

3D扫描技术

看到这里,您应该已经了解有多种不同3D数字捕获技术。有我们提到的激光、结构光扫描技术,还有摄影测量、接触式3D捕获技术等。

我们认为3D扫描技术没有好坏之分,它们有各自不同的应用场景。说到底,选择哪种解决方案并不重要,这主要取决于您要扫描的物体类型和期望的最终效果。

若想了解更多3D数据捕获技术的内容,您可前往学习中心查看“什么是3D扫描?”的深度测评

3D扫描仪为何如此昂贵?

可能开始阅读本文时,这个问题就一直萦绕在您的脑海中,或许它很早以前就出现了。很高兴您有这样的疑惑。

不同制造商的扫描仪价格各有不同,您或许已经注意到了,3D扫描仪有的只要300-500美元,有的需要3-5万美元。为何差距如此之大?

首先,这些扫描仪的用途完全不同。低价3D扫描仪针对非专业应用,更多面向家庭、学校或DIY项目,而专业计量级扫描仪针对工业应用,例如逆向工程、品控、医疗等。

如您追求最高品质、准确度、速度和功能,请选择工业级3D硬件。大量资源和资本投入计量级设备和软件算法的研发,才使这类设备具备无与伦比的品质和效率。专业3D扫描仪也据此定价。

3D激光扫描工业设备

这个道理也同样适用于专业3D扫描仪。工业级3D扫描仪制造商投入大量人力、财力、物力和时间,研发最佳处理软件,能把原始3D数据变成符合行业标准的3D模型。低端3D捕获设备几乎不配备任何处理软件。

专业3D扫描仪需要持久耐用,包括提供长期的支持,设备损坏或需换新时都能找制造商。相比而言,低价3D扫描仪的使用寿命不会很长,它们很快就会退出市场。所以难以长期使用。

生产专业扫描仪还有其他成本,比如安装、培训、支持、物流,都需计入最终成本。所以如果您需要一款经得起考验的设备,强烈建议添置工业级3D解决方案。

1000美元以下的最佳3D扫描仪

虽然这篇测评主要面向专业人士,指导他们如何找到一款符合高品质工业需求的3D扫描仪,但我们还是想讨论几款入门级3D扫描解决方案,带您进入3D数据捕获与处理的新世界。

如您需要一款便宜的3D捕获设备,体验3D数据捕获的基本操作,不妨关注以下低成本3D设备:

XYZprinting 3D Scanner Pro 

物体尺寸:

5 × 5 × 5 cm到100 × 100 × 200 cm

XYZprinting 3D Scanner Pro (image source: XYZprinting, Inc.)

这款经济型结构光3D扫描仪只要250美元,可捕获5 × 5 × 5 cm到100 × 100 × 200 cm之间的人或物,彩色分辨率为640 × 480像素。该设备采用英特尔实感技术3D摄像头,需通过USB连接电脑。产品还包含XYZscan Handy软件工具,可在导出前进行基本扫描编辑操作,同时也兼容Artec Studio 13 Ultimate以及其所有专业算法。这款设备非常适合用来了解3D扫描的基本操作,是居家DIY/修补工作的得力工具。

价格: $249.95

Apple iPad Pro激光雷达扫描仪

物体尺寸:

不适用

Apple’s iPad Pro​

虽然严格意义上说新款iPad Pro不是一台扫描仪,但其内置激光深度传感器意味着移动端使用ARKit的开发人员将具备史无前例的深度感知能力。该设备能测量距五米范围内iPad和周围物体的距离。合成后就是一款得力工具,可应用于测量,包括CAD、室内设计、医疗领域。

价格: $799起

Reality Capture 

物体尺寸:

小型大型均可

RealityCapture用户界面截图 ​

这款摄影测量软件本身不是3D扫描仪,但依然可以根据照片与/或激光扫描制作3D模型,用于虚拟现实、游戏、建筑、视觉特效。摄影测量的一大优势就是高分辨率和DPI的高级数字摄像头会带来出色的纹理。但模型几何有个缺陷,就是它不如专业3D扫描仪那样准确。此外,摄影测量解决方案需要用户掌握更多知识,安装和数据后期处理也需要更多精力。若想同时实现两者的优势,您可以结合摄影测量法的纹理和3D扫描仪几何数据,就像我们最近使用Artec Leo扫描了宝马

价格: $19.90起

DIY 3D扫描仪

DIY 3D扫描仪

另一款“千元以内”性价比更高的3D扫描仪就是家庭自制3D扫描仪。您可以在亚马逊或附近DIY商店找到这样的3D扫描仪套件,价格在30-300美元之间。

这类套件非常适合新手熟悉3D数字捕获的基本操作。但别指望千元以下3D扫描仪能带来专业硬件的准确度和分辨率。大部分自制方案都采用最基本的3D捕获技术,只能捕获小型简单物体,例如茶杯或玩具。

结论

所以,选购3D扫描仪时,有不少因素需要考虑。在测评最后,我们再来回顾一下这些要点:

首先查看扫描仪是否能捕获所需物体尺寸。是否只要扫描小型物体?或者扫描不同尺寸的物体?确保设备可以捕获所有需要的尺寸,或者也可考虑入手两台扫描仪,实现更高效的捕获。

确保扫描仪适合用于某类物体的捕获,比如人体、车辆、楼房、工业设备、珠宝等。

接下来检查扫描仪准确度,是否符合您的项目要求。扫描仪是否用于逆向工程、品控、牙医?若是,那准确度就是您要关注的重要参数。

最后,确认扫描仪是否能捕获色彩,如必要,请了解其纹理分辨率。大多数扫描仪都能完成彩色3D模型,但分辨率差异很大。建议多尝试不同扫描仪,选择质量最好的一款。

好了。我们希望这篇测评对您有帮助。如还有其他问题,想了解哪类扫描仪适合您的项目,请随时联系我们的销售团队sales@artec3d.com,我们很乐意为您提供帮助。

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作者: 

Svetlana Golubeva

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