DIY自制低成本激光扫描仪 EZScan3D准备工作

左：实物照片；右：EZScan3D的扫描成像。

介绍一种激光扫描仪。软件有中文版和英文版。这里介绍中文版（程序已汉化）。已有功能与 David Laserscanner 3D 激光扫描仪的扫描部分相似。其特点是：取材方便、操作简单、精度高，非常适合自已动手做DIY （Do It Yourself)。只要肯动手，一定能做成！上面的两张图是本扫描仪的一个实例。

点击此处观看扫描仪的基本操作视频。

 A. 所需材料

（1）一台用微软视窗的个人电脑；

（2）一个摄像头，USB外接或电脑内置均可；

（3）一个线激光器，或产生直线的投影机；

（4）两块20x28cm光滑平板，厚度约4mm；

（5）从本网链接下载一个软件包。

B. 材料准备

（1）电脑：本系统对电脑没有特殊要求。最常见用微软视窗家用电脑，台式或笔记本电脑都可以使用。笔者使用了2006年联想T60p笔记本电脑，它工作得很好。

（2）摄像头：黑白或彩色均可。摄像头的质量很重要，建议使用高品质的摄像头，以确保扫描图像质量。摄像头质量有几个方面：（i）分辨率，通常越高越好，笔者使用Logitech WebCam Pro 9000，其最高分辨率1600x1200像素。常见的640x480像素的摄像头也可以工作。请查阅你的摄像头用户指南，并写下你的摄像头分辨率，以备在系统设置时使用;（ii）镜头质量，任何失真都会影响扫描精度。本系统提供了一种方法可以纠正两种常见的失真，枕形和桶形失真。请使用失真小的摄像头。

请注意，国內有些网站出售的摄像头的实际技术参数与网站介绍严重不符。笔者曾购得一摄像头，网站介绍是：800万像素、最大分辨率1280×960。但是实际分辨率仅仅320x240，低于本扫描仪的最低要求640x480。请读者在购买时多加小心。

（3）线激光器：常用的低功率线激光器都可以在系统中使用，无论是红色或绿色。也可以用激光水平仪中使用的线激光器。请注意千万不能直接将激光束指向眼睛，激光可能会损害眼睛。如果你想扫描头部，你可以让被扫描者在扫描时闭眼。还有一个办法，使用投影机产生的白线，而不是用激光线。

（4）标定板：找两个块20x28cm长方形平板，厚度约4mm，例如有机玻璃板，任何表面平整光滑的板均可。点击本链接下 载PDF格式的标定页caliSht.pdf或caliSht2.pdf，在普通打印纸上打印两张。用剪刀沿左侧直线将页面左边剪去，然后用胶水分别贴在 两块平板上。在贴时将纸与板的左边对齐。还要注意将两块板左右平放，将左边的板转动180度，这时在两块板下边对齐时，左右两块板中间的空心圆应在同一水 平线上。在使用时将这两块板的底边放在同一平面上，左板的右侧与右板的左侧完全对齐，且左右两板成直角，即90度角，如右图所示。在本扫描系统里这两板用 来确定一个直角座标系，两块板的交接线向上为Z轴，原点在中排的四个空心圆所在平面上。X轴是从原点指向左边板上中排的两个空心圆，Y轴是从原点指向右边 板上中排的两个空心圆。图中的红色XYZ座标是笔者PS加上去的，并非标定板上的。

标定页有两个版本V1和V2。版本V1每页有6个定位标记（空心圆），版本V2每页有8个定位标记。下图是标定页的尺寸和布局，左图为V1、右图为V2。图中尺寸单位是亳米。读者可根据被扫描物体的尺寸，按比例调节标定页（同时相应修改系统设置文件中的标定尺寸 fCalibrationScale 180.0）。版本V2必须使用程序2.0以上版本，并在系统设置文件中加入：iCalibrationVersion 2

笔者建议初入门者釆用版本V1。版本V2的特点是，只要被扫描物体没挡住标定页上的定位标记，你可以改变摄像头的位置和现角，从而为多视角扫描同一物体、合并多视角扫描成像提供了便利。

（5）系统软件：笔者提供汉化软件供下载（点击这里下载安装文件）。本系统将用它来生成一个扫描对象的给定视角的三维表面的网格。本系统支持的输出文件格式是STL和OBJ网格数据及ASCII码的三维座标点原始数据。用户可以创建给定对象的多个扫描。将多个扫描合并可形成一个完整的扫描对象的三维成像。目前用户可以使用第三方软件完成这项工作。例如由美国斯坦福大学提供的 Scanalyze，是面向公众免费软件，点击这可访问他们的网页。如果本文章引起足够的兴趣，笔者会考虑介绍这个软件系统。

提示：如果你熟悉软件安装，你可以跳过下面的两节，自行安装软件和许可证。正常情况下安装可在五分钟完成。如果你选择这样做，请记住下表内的信息以备安装过程中使用。

请注意：你的电脑时钟必须正确，否则，无法从服务器获得运行许可证。

C. 软件安装

如果你还未下载安装文件，请点击这里下载安装文件。下载完成后，双击运行下载的安装程序。某些Windows版本可能会提醒你安装程序要运行，请点击让程序运行的选项。

请在用户信息页中输入

姓名：（适当的內容）

单位：（适当的內容）

序列号：ezs3d-cnpub

然后点击'下一步'按键继续安装。 在用户确认安装之后，程序将自动完成安装。安装完成后，桌面上将有一捷径‘EZScan3D.exe’可用来启动扫描程序。

本程序需要管理员（Adminnstrator）权限才能安装和运行。如果您无法安装 和/或运行，或如果程序显示消息“You need administrator privileges to run the program..."(您需要管理员权限才能运行该程序)，请确保您作为管理员登录，你必须以管理员身份运行软件。 （这两个方面并不总是相同的，特别是在Windows 7中）。想要以管理员身份登录，联系您的系统管理员。运行该软件，在Windows 7中，右键单击程序快捷方式，单击“兼容性”选项卡，然后选中复选框：以管理员身份运行此程序，并单击"Apply"（应用）。

D. 安装许可证

当你第一次运行程序时，你会看到一条信息"本程序尚无许可证，将无法运行。..." 请点击'OK'按键继续。

程序显示如右图所示的许可证管理器。 请核对序列号是正确的。如果需要修改序列号，请先在'修改序列号'栏中输入正确的序列号，点击‘应用’按键。然后点击'许可证向导'按键来启动许可证向导。 请注意本程序需要互联网去连接许可证务服器。
许可证向导：在如右图所示的许可证向导显示后请输入以下信息： 会员名：guest@server 密码：guest 用户密钥：66666-66666 然后点击'安装'按键。正常情况下在几秒之内程序将显示一条信息表示许可证安装成功请点击'OK'按键结束安装。至此软件可以运行了。

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