人体三维扫描全解析

1980 年代末，人们研发了人体三维扫描仪，最初是为了响应服装行业日益增长的需求，以提升成衣的合身度。如今，这些扫描仪被广泛应用于许多领域，从体育到医疗，为人们提供快速而准确的人体数据，以及关于人体演变的定量、定性信息。

现在，让我们详细了解不同类型的人体三维扫描仪的工作原理，及其能够处理的任务。

无论您计划在企业、医院、骨科诊所、服装店还是视觉特效工作室中引入三维扫描技术，在扫描人体时都有一些难点需要注意。以下是我们对于这些难点的建议。

1. 面部和身体的运动

当你拿着扫描仪在一个人周围移动时，他们稍微动一下或眨眨眼是很自然的事情，而且人们往往会不知不觉这样做。为避免这种情况，事先规划好站位是很重要的。

虽然扫描一个人可能只需要几分钟，但仍然需要确保他们的姿势是舒适的，以便他们能够保持不动。如果确实出现了移动，Artec Studio这样的软件解决方案可以轻松修复采集过程中意外移动造成的扫描问题。

此外，还要确保所使用的扫描仪速度够快。Artec手持扫描仪能以非常高的帧率（每秒帧数）捕捉大面积区域，比其他设备更快完成人体扫描。

面部扫描速度非常快，通常只需5-7秒，完全可以保证扫描对象不眨眼。避免眨眼的另一种方法是让扫描对象在采集过程中选择一个他们面前的点（略高于视平线，避免直接看向闪光灯）。另外，最好用坐姿采集头顶数据（毕竟有些人可能比较高）。

人们打哈欠或只是面部表情改变也可能带来问题。因此，我们建议将头部和身体拆分为两个环节扫描。

2. 难以捕捉的身体部位（和头发）

另一个常见的挑战是捕捉难以处理、难以触及的细小身体部位，例如手指、腋窝、腿、头发和耳朵。以下是我们在 Artec 扫描了数千人后总结的一些温馨提示。

扫描双手

我们知道，要保持双手静止几分钟是很难的，并不是每个人都有僧人一样的耐心或瑜伽老师般的毅力。为了避免任何移动，我们建议扫描对象将双手靠近或贴在身体上。在某些情况下，如果需要高精度捕捉手指和双手，我们建议先扫描手部，然后再扫描身体的其他部分，以获得杰出效果。有时，采用T或 A 姿势也可能有帮助，尤其是在捕捉精确的上半身测量数据或进行动画3D建模时。

将手臂放在臀部时，一定注意，不要遗漏肘部内侧和腋下部位。对于 Artec 扫描仪（如 Eva 或 Leo）而言，我们建议从正面和背面以极端角度握持设备，尽可能多地捕捉数据。如果这些区域未能彻底扫描，可能会导致不良的暗色纹理。

扫描腿部

腿部通常更容易扫描，因为它们不太可能移动。然而，仍有一些注意事项。如确保扫描对象站在有纹理的地面上，例如彩色地毯，并且两条腿都在扫描仪的视野范围内，以确保追踪稳定。

我们还建议在你改变位置时，将设备对准有纹理的地面或人的脚部。最重要的是，不要忘记扫描每条腿的内侧。方便起见，你可以在扫描开始前让扫描对象一只脚稍微前移，以防止在最终网格中，双腿被“融合”在一起。

扫描头发

头发是人体扫描面临的另一类棘手表面，因为头发通常很细，且可能凌乱或不平整。

扫描头发时，有一些简单的规则会有所帮助。在Artec，我们建议在扫描前先梳理头发，使其平整。这样，扫描仪的光束可以更准确地投射到表面，从而得到更好的扫描效果。如果发型难以扫描，您还可以通过梳理或用水湿润头发的方式使其平整一些。

为了确保追踪稳定，我们建议扫描时始终将人的肩膀保持在扫描仪的视野范围内。在扫描长发前，将头发放到背后并固定在一处，也有助于减少头发的散乱。

直发通常可以顺利扫描。波浪发、卷发、较厚的头发会稍微复杂一些，但通过一些处理仍然可以成功。缓慢地以弧形轨迹扫描，有助于改善效果，但同时也需保持较快的速度，以防止由于人体移动引起的对齐问题。

最后，在捕捉复杂发型时，我们建议调高扫描仪的灵敏度，能更容易地识别并捕捉精细的表面。

3. 扫描光滑、深色或透明表面

透明、光亮或深色表面通常很难捕捉。光亮的表面往往会反射扫描仪的光线模式，而深色表面则会吸收光线，使得设备无法在物体上生成光斑。透明表面也是如此，因为扫描仪发出的光线会直接穿透。

为了获得更稳定和均匀的结果，我们不建议穿戴任何半透明、黑色或有光泽的物品，如皮革衣物或珠宝。如果物品不能脱下，可以尝试使用哑光喷雾或滑石粉来覆盖光亮区域。

对于一些扫描仪来说，最好让人在扫描完成后继续保持姿势几秒钟，以便检查数据是否存在遗漏。如果遗漏了大片区域，最好立即重新扫描，而不是要求对方稍后再摆同样的姿势，因为两次姿势是不可能完全相同的。

如果你使用的是 Artec Leo，则无需担心这些问题，因为你可以通过触摸面板实时查看扫描数据。有关如何扫描人体的更多信息，请查看我们的视频教程。

人体三维扫描仪收集的数据可以应用于各种领域，包括创建 3D 打印人像、监测患者的康复进展等等。这些案例还在不断发展，为设计、电商、医疗保健等领域开辟了新机遇。

虚拟形象与3D打印人像

三维扫描可以用来定制人像和虚拟头像（有时也称为三维自拍），这是一项非常有趣的应用。获取自己的三维扫描也十分简单快捷，几乎和智能手机拍照一样快。生成的模型可以使在线个人资料更具个性化，也可制作成精致的小型桌面摆件，比如 CoKreeAte工作室用 Artec Eva 制作小雕像。

时尚（在线试穿）

每个人的身材和尺寸各不相同，尽管大型时尚品牌努力，但很难将所有人都纳入标准尺码范围。

越来越多的消费者开始在网上购物，因此，确保他们买到尺寸合适的产品，并不容易。为了简化这一过程，许多商店开始将三维扫描和虚拟现实技术整合到自己的平台中，用户只需上传他们的三维虚拟形象，即可在虚拟试衣间中试穿商品。

一些国家甚至采用三维扫描进行人体测量调查，收集的数据有朝一日可用于改进尺码标准。

电子商务

除了在时尚领域的应用外，专业三维扫描技术还在电商领域得到广泛应用。从服装到家居家具，许多公司现在转而采用三维扫描技术进行产品在线推广。

以跑鞋制造商亚瑟士为例，该公司使用Space Spider三维扫描技术来研发、营销逼真的鞋类产品。除了用于提升跑步装备的质量外，该公司还利用这项技术制作视频和动画材料，创新营销活动。

严格来说，这并不是直接的“人体扫描”。但三维扫描作为一种推广穿戴产品的手段，正逐渐成为电商领域中前景广阔的应用方向。

医疗卫生

医疗卫生是三维扫描在人体测量领域的另一项变革性应用。医疗从业者通常手工测量身体的尺寸和形状，然后借助这些数据来评估患者的健康状况并提供治疗。

随着人体三维扫描技术的出现，医生和临床医生现在可以在几秒钟内获取患者的精确测量数据。然后，他们可以使用这些外部数据（单独使用或与X光、MRI、超声波或CT扫描等更具侵入性的检查数据相结合）来定制合身的个性化假肢和矫形器。

除了评估和监测患者，三维扫描还可以用于模拟并预览整形手术结果等诸多用途。

CGI（游戏、电影、特效）

借助三维扫描采集逼真的全身模型，这一做法也已广泛应用于许多现代视频游戏、动作电影和VR/AR应用中。电影工作室使用人体三维扫描仪捕捉演员的身体，创建“数字替身”，用于视觉特效和三维动画。同样，视频游戏开发者也开始扫描知名演员。扫描演员后，可以将这些数据作为未来研发角色提供基础，而不用从零开始创建3D角色。

一些视频游戏开发者更进一步，允许玩家通过自拍创建个性化的三维虚拟形象，并以自己为角色进行游戏，而不是使用预设的角色。许多虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用也允许用户上传个性化的三维虚拟形象，可用于视频会议或游戏中。

这就是涵盖方方面面的人体三维扫描全解析。