三维激光扫描技术应用于室内三维可视化建模

摘要

随着现有各公共场所的利用率及人流量吸引的各大需求，越来越多的街区及商场也在逐步引用着各大高新技术，创建有趣且全面的可视化管理效果，以确保在人流量吸引的同时还能够保障公共场所的安全，三维激光扫描技术不乏为炽手可热的首选技术手段。

关键词：三维激光扫描；室内建模；三维建模；漫游

项目介绍

项目背景

金湾区图书馆位于金湾航空新城核心区，是目前全市面积最大的公共图书馆，总投资2.4亿元，建筑面积约28590平方米，设计馆藏容量约74.3万册，设有阅览座位800多个，是一座拥有展览区、学术报告厅、开放借阅区、少儿阅览区等多个功能分区，集多功能、信息化、智能化于一体的现代化综合性公共图书馆。

与传统的图书馆不同，金湾区图书馆在建设过程中采用了大批新型设备，让图书馆更智能，除了科技感，金湾区图书馆还重点突出了人性化。图书馆在建筑设计上利用现代科技融入了近二十项智能技术，同时使用大量智慧服务技术，在向公众提供公共阅览服务的同时，大量的数字资源以多种智慧图书馆的形式供公众体验，在智慧设施体验与互动中感受读书的新魅力。

为了提高城市竞争力，引进外资参与城市建设，提升城市形象，作为最有标志性的建筑，要对所有的来访者、投资者表达最直观的展示，所以利用三维扫描技术，对馆内的所有场景进行1：1还原，获取三维模型渲染及视频，从而创建更真实的数字化场景。

外业流程

与馆长沟通好之后，由两名天宝耐特工程师利用X7扫描仪对图书馆内部进行数据采集，每个阅读区、设备间、消防通道等都一一扫描，扫描数据实时回传输至手簿中，进行自动配准，同时查看扫描质量，避免日后重复工作，一键自动完成校准、整平、扫描、拍照、下载和配准，只需2分半钟。一位图书馆工作人员配合扫描工程师将闭锁的房间打开，另一位工作人员对馆内实际情况进行照片采集，收集照片按顺序整理、保存。

天宝X7扫描仪凭借其高效率高精度高像素的优势集于一体，可快速获取金湾图书馆室内外场景的建筑信息。

内业流程

内业人员拿到点云之后，导入Trimble RealWorks后处理软件中，完成数据配准，裁切，取样等工作。由于是室内扫描，Trimble RealWorks配有“看点云里面”的功能，使配准更简单方便，将配准数据导出RCP格式，再导入3DMAX中，根据点云进行室内三维模型制作包括：桌子、椅子、图书柜、储物柜、还书机、扶梯等。通过裁剪盒把有遮挡的点云隐藏，确保模型准确无误。

采集的建筑实地影像会有遮挡、变形、透视大和色差严重等情况，用PS对影像进行裁剪、调色、调整图像大小等，修好图之后，进行纹理贴图。玻璃门制作实体，采用透贴模式，双面双显，图片制作成PNG格式，使模型更美观、逼真。

三维模型创建后可进行后续的漫游制作，以实现室内的可视化建设及漫游设置，完成真正的线上线下一体化漫游效果。

优势总结

在保障不打扰读者浏览、阅读的情况下，顺利完成开放式图书馆内建筑的扫描工作。天宝 X7三维扫描仪体积小、携带方便，读者可以像平时一样任意在馆内行走、浏览，不会遮挡。天宝 X7工作时平稳静音，很好的解决了因为扫描过程中噪音大破坏读书氛围的问题。本项目共架设约270站，室内结构全部扫描完成，通过手簿可以实时查看扫描并且配准好的数据，避免漏扫再返工的情况，边扫描边配准的工作模式，既节省了人力成本，又提高了工作效率！

先进X-Drive驱动技术

使用寿命长，低摩擦和低功耗没有噪音，在图书馆进行扫描工作对读者没有任何影响

小巧轻便

扫描仪小巧轻量化设计，定制的紧凑型背包，易于携带和运输，适用于不同的工作环境

专业点云处理软件

Trimble RealWorks中点云配准、去噪、分割、取样、自动分类，转换成建模可用的格式

三维数据可视化

扫描的点云数据实时传输到手簿上，进行自动配准，可以现场检查是否完整，避免返工

文字 | 三维部 徐丽娜

图片丨徐丽娜、市场部