3D掃描儀用于動物骨骼化石三維掃描建模和數字化研究
骨骼作為脊椎動物身體的基礎，不僅有支撐、保護、運動等功能，其極致的形態和精密的結構中也隱藏著生物的系統發育、生活方式，乃至生存環境和生命演化的秘密
3D掃描儀用于動物骨骼化石三維掃描建模和數字化研究
借助于3D掃描技術，完整的動物骨骼和骨骼碎片都可以被精確復制，轉化為便于研究、傳輸和展示的3D數字模型。這一數字化手段在自然考古、教學研究、醫學等領域正發揮著越來越重要的作用。
本期案例我們將穿越遠古與現代，跨越陸地與海洋，借智能手持式激光3D掃描儀的雙目視覺，見證不同骨骼的形態之美，及其在不同領域的應用價值。
AtlaScan智能手持式三維掃描儀
CASE 01 明星物種化石 | 3D檔案
▲明星物種化石 | 3D檔案
被譽為“活化石”的國寶大熊貓歷經數百萬年的滄海桑田生存至今，其真正的骨骼化石也珍貴無比，為探究生物進化及環境變化等提供了重要證據。
我們的客戶需要對一件距今幾十萬年的大熊貓頭骨化石進行數據采集，為其建立數字檔案。中觀給出了【3D掃描 自動貼圖】的解決方案，可以非接觸方式快速獲取化石的高精度3D點云模型，同時真實還原表面的紋理色彩。
▲借助桌面標志點對熊貓頭骨化石進行掃描，無需在化石表面粘貼標志點。
▲掃描數據1:1精確還原化石的完整結構形態。
▲結合ArtMapping貼圖軟件，實現二維影像紋理與三維激光點云數據的自動配準、融合，操作智能高效
通過三維掃描技術獲取的化石3D數據，可以永久存檔，為大熊貓骨骼數據庫的建立和后續研究保護工作提供信息保障；也可以用于博物館的數字化展示，或者結合3D打印等推出系列科普產品，方便以生動多元的手段推動古生物科學的傳播。
CASE 02 動物骨骼教學 | 3D展示
動物骨骼標本可以清晰直觀地展示動物身體內部的骨骼構造，它是研究骨骼形態結構，以及與其他系統、組織、器官相互關系的主要材料，在教學、科研以及科學傳播領域都有不可替代的作用。
客戶有一批動物骨骼，為了改善教學效果，更好地進行展示，希望借助3D掃描儀獲取骨骼的三維數據，要求細節清晰，數據完整，并且能夠適配后期的貼圖需求。中觀給出的解決方案是先整體掃描再拆分掃描，這樣既能保證整體骨架的形態，又能保證每一塊骨骼的數據完整性。
▲固定狀態的骨架進行整體掃描
首先是對處于固定狀態的骨架進行整體掃描，獲取骨骼與骨骼間的相對位置與姿態。然后將整體骨架進行拆分后，再對每一塊骨骼分別進行掃描，獲取單塊骨骼的完整數據。
▲整體掃描數據，僅關節連接處或骨骼間相互遮擋處無法掃描完全。
▲最后將每一塊骨骼的掃描數據，參照整體坐標系進行對齊拼合，得到完整的骨架模型。
這樣獲取的動物骨骼3D模型，數據完整無缺，高度還原了骨架的完整形態以及每一處細節。在教學中，可以對骨骼整體進行360°旋轉、縮放和平移展示，也可以將每一塊骨頭單獨拿出來展示分析，極大地改善了教學演示的效果，而不必反復拆解真實的骨骼標本。
CASE 03 海洋生物脊骨 | 3D研究
在不斷深入的研究工作中，全方位空間信息的采集和展示也越來越重要。針對某海洋科研院所的一具海洋生物脊骨，我們同樣采用了“先整體后拆分”的掃描方法進行數據采集。
▲先對處于完整狀態的骨骼進行掃描，使骨骼整體處在同一坐標系下，同時還原骨骼本身的完整形態。
▲將每一節脊椎骨拆分后，再逐一掃描，獲取單節脊椎骨的完整3D數據。
▲將單節脊椎骨在整體坐標系下進行拼接，即可得到完整脊骨的三維數據（上圖僅部分拼接示意）。
精確的3D模型能夠真實再現動物骨骼的原貌，可以幫助科研人員高效便捷地開展觀察和研究工作，并為學術成果的展示分享提供了超越2D照片的豐富信息量。
人類與環境共生共存，探尋生命的起源與演化，也是在為人類和地球的未來尋找預示與方向。微觀——更高的清晰度與準確度，宏觀——專業的數據庫和大數據應用，這是當前生命科學研究的發展趨勢，而三維激光掃描技術兼具高精度和數字化的優勢，可以為廣大科研/教育工作者提供高效、便利的智能工具。
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