3D掃描和3D打印聽起來似乎是天作之合，但它們并不總是像人們希望的那樣輕松而完美地結合在一起。我將通過強調黑客通常遇到的三個用例以及它們的工作（或不工作）情況來解釋人們可以期望什么。有了這個，你將有一個更好的想法，如何三維掃描可以滿足您的零件設計和三維打印的需要。
哪些事情做得（或者不）好？
大多數3D打印愛好者遲早會對3D掃描能否讓他們的生活和項目變得更輕松感興趣。下面是三維掃描、三維打印和CAD的三個不同的交叉點，以及每個交叉點的工作情況。
目標樣本和細節有用嗎？使用掃描來復制對象。三維掃描，然后三維打印。物體可能是功能性的東西，如固定裝置或器具部件，或藝術性的物體，如雕塑。基本上是的，但取決于對象從源對象生成CAD模型。
目標是1:1模型，用于部分工程目的。使用三維掃描而不是在CAD中創建對象。不是真正的數字化不方便或麻煩的形狀。獲得復雜形狀的精確模型，這些形狀不容易用其他方法測量或建模。
示例：儀表板、雕塑、大型對象、附著在其他對象上或不易移動的對象、頭部或面部等身體部位以及具有許多曲線的對象。有助于確保3D打印對象適合其他對象。為工程目的創建零件的CAD模型不是目標。是的，但要看情況，在所有這些情況下，一個人想要一個物體的三維模型，而這正是三維掃描創建的，那么問題是什么呢？問題是，并非所有的三維模型都是相同的，并且對相同的事物有用。
三維掃描生成網格模型，而不是CAD模型
廣義上講，三維模型有兩種：CAD模型和網格。這些可以被認為是有用的工程目的和藝術目的，分別。有些讀者可能會認為這是一個令人反感的過于簡單化，但它是一個有益的一點，使一個關于如何三維掃描，三維打印和CAD工作做（不）一起工作。
設計零件的黑客通常對CAD模型最感興趣，因為這些模型代表的是真實世界的對象，這些對象根據真實世界的測量值進行了修改。但三維掃描不能創建CAD模型；它將創建一個網格。
典型的CAD模型編輯示例，將模型顯示為實體對象，根據幾何特征和實際測量進行更改。
典型的網格編輯操作。對象是連接到網格中的點網絡，可以對其進行操作和變形。
網格可以用于工程目的-.stl文件畢竟是網格，實際上與3D打印同義-但是網格不能像CAD文件那樣修改。使用網格時，不會將面擠出特定的毫米數，也不會將角點圓角到特定的半徑。網格完全可以修改，但是工具和過程是不同的。
綜上所述：三維掃描從現實世界的物體中生成三維模型，但掃描過程中產生的模型不一定適合工程目的而不需要額外的工作。
家庭黑客的選擇
在本文的開頭，我選擇了三維掃描、三維打印和CAD工作的三個典型交叉點來說明它們之間的各種不完美配合。現在我將更詳細地討論這三個用例，并為普通黑客提供使用3D掃描使項目更容易的方法。
使用三維掃描創建副本
攝影測量是一種無障礙的方式來創建一個三維模型，以及免費和付費的選擇存在。一般來說，對象越小越復雜，就越難得到保留所有特征和細節的結果。
攝影測量使用從不同角度拍攝的物體的多張照片，軟件解釋這些照片以創建代表物體表面的點云。然后可以生成表示對象的網格三維模型。通常需要對模型進行一些清理或后處理，具體取決于方法和軟件。
這篇來自Prusa Research的博客文章介紹了如何使用Meshroom獲得******效果，Meshroom是使用攝影測量進行三維掃描的免費選項。
OpenScan（和OpenScan Mini）是由[Thomas Megel]設計的一個DIY項目，旨在利用攝影測量技術高精度地掃描小物體。
RealityCapture是一款非自由軟件，具有許多有用的功能和制作精良的教程。值得注意的是，它們有一個許可證模型選項，旨在偶爾使用和少量使用。由于大多數軟件訂閱模式對于愛好者和一次性項目來說幾乎沒有意義，因此值得一看。
使用三維掃描數據采集來創建CAD模型
由于三維掃描不會生成CAD模型，因此它不是在CAD中設計零件的直接替代方法。大多數CAD程序允許導入網格，但導入的網格仍然是網格，不能像其他CAD對象那樣進行修改。不過，它可能對新設計有指導意義。
轉化為實體的網格將成為由三角形面集合組成的對象，這些面與構成原始網格的面相同。這很少是CAD建模新手所期望的。
人們可能想知道是否有可能從一種格式轉換成另一種格式。是的，但這種轉變可能不是人們所期望的。將CAD模型轉換為網格非常簡單，但將網格轉換為CAD實體則不那么簡單。
如果網格不是太復雜，可以將其轉換為實體（這里有一種方法是使用MeshLab和FreeCAD），但它仍然不是“正常”的CAD對象，這里的圖像說明了原因。
如果一個人的目標是使用三維掃描使CAD模型的創建更容易，而此處顯示的轉換結果無法實現這一目的，那么下一個最好的方法是使用三維掃描作為主控形狀，并使用導入的網格作為引導，在其周圍建立新零件的模型以進行匹配。使用這種方法的一個項目是圍繞模制人體工程學原型設計的定制軌跡球。
一些專業軟件套件可以導出到CAD，但基本的工作流程是相同的，掃描的網格被用作新設計的參考。
三維掃描數字化異形物件
激光切割機面板的掃描顯然只是整個機器的一部分，但重要的部分是存在的。
有時需要一個形狀的精確三維模型，而這個形狀不容易用手來建模或測量。前面提到的攝影測量工具在這里也很有用，但它們的用途不同。通常只需要對象的一部分，而不是從上到下對對象進行建模，以生成精確的副本。
例如，為設備面板或儀表板的形狀建模只需要成功掃描相關部分。一個人的頭部可以被掃描，以確保頭盔或面罩的精確匹配，而不需要對整個身體進行全面掃描。一般來說，需要的圖片更少，后期處理和模型清理更容易，因為感興趣的區域更小。為了以后的縮放，必須包含一個尺寸參考，因為大多數3D掃描本質上不會創建1:1模型。
這種方法的一個很好的例子是這個項目設計了一個定制的控制面板，以適應現有的設備。不像掃描一個完整的物體來復制它，沒有必要捕捉像底部或背部這樣難以到達的地方。這使得掃描和模型清理更容易。
其他類專業的三維掃描
另一種選擇是支付專業掃描費用。花哨的掃描儀和軟件套件成本數千美元，或數萬美元，并針對工程應用程序存在，雖然他們是無法達到的一般黑客，支付一個公司做一兩次掃描可能不是。
精度和分辨率可能超出攝影測量的能力，一些專業軟件套件具有奇特的功能，如對齊多個掃描、精確的尺寸參考或基于掃描結果生成CAD模型的能力。
專業三維掃描工具的1:1模型，從不同角度對齊和合并多個單獨的掃描得到一個完整的模型。它仍然是一個網格，但它在特征和比例上都精確地表示了原始網格。
根據我的發票，這里顯示的是我用Creaform HandySCAN黑色3D掃描儀專業掃描的零件模型。這是一把古董火器的舊木柄。掃描仍然創建了一個網格，但它是一個精確的1:1模型的原始，我可以用它來打印的SLA三維打印機上的替代品。
在獲取專業3D掃描報價時，一定要詢問費用結構，并明確您的需求。在我的例子中，在一次設置費用下掃描多個相似的對象是經濟高效的。
知道3D掃描可以（和不能）做什么？
3D掃描一直在變得更好、更易訪問，但它生成網格的事實意味著它并不總是能夠順利地融入3D打印和CAD零件設計工作流。這并不意味著它不會有用，但它確實意味著了解這些限制以及它們將如何影響您的需求是很重要的。
當然，人們總是可以在CAD中手動建模一個零件，但不是所有的零件和形狀都可以很容易地測量或逆向工程。三維掃描能很方便去幫助我們建模復雜，現實世界的對象，徒手建模是不切實際或容易出錯。
