五款基于扫描（逆向设计）的3D建模软件

随着深度相机的普及及扫描仪的价格迅速下降，人们采集三维数据变得容易，从采集到的三维点云来重建三维模型的工作在最近几年的Siggraph(Asia)上能常见到，比如我们Siggraph Asia 2010，Siggraph 2013等的工作。最近几年产生了许多基于点云数据的建模与处理（或逆向工程和设计）的软件，而且各种扫描设备的生产厂商也会发布相应的点云重建的软件。

1.       Geomagic

Geomagic (俗称“杰魔”) 包括系列软件Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。其中Geomagic Studio是被广泛使用的逆向工程软件，具有下述所有特点：确保完美无缺的多边形和 NURBS 模型处理复杂形状或自由曲面形状时，生产效率比传统 CAD软件提高数倍；可与主要的三维扫描设备和CAD/CAM软件进行集成；能够作为一个独立的应用程序运用于快速制造，或者作为对CAD软件的补充。是我们学生科研的必备软件之一。

2.       RapidForm

RapidForm是韩国INUS公司出品的逆向工程软件，提供了新一代运算模式，可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面，使它成为 3D扫描数据的**化的接口，是很多3D扫描仪的OEM软件。我们购买的Konica Minolta 的激光扫描仪Range 7就是用RapidForm来进行逆向设计。我们SGP 2010的ARAP参数化算法作为目前为止**的参数化算法之一，被集成到了RapidForm软件中。

3.       ReconstructMe

ProFactor公司开发的ReconstructMe是一个功能强大且易于使用的三维重建软件，能够使用微软的Kinect或华硕的Xtion进行实时3D场景扫描（核心算法是Kinect Fusion），几分钟就可以完成一张全彩3D场景。我们尝试过，效果还可以。ReconstructMeQt提供了一个实时三维重建利用ReconstructMe SDK（开源）的图形用户界面。

注：法国ManCTL公司开发的Skanect为Mac平台的**款3D 扫描软件，也支持者华硕的Xtion或者微软的Kinect进行实时3D 扫描。

4.       Artec Studio

Artec公司出品的Artec Eva, Artec Spider等手持式的结构光3D扫描仪，重量轻且易于使用，成为许多3D体验馆扫描物体的首选产品。我试用过Artec Eva后感觉还是需要较多的技巧才能扫描好物体，而且后期需要用软件进行较多的处理，比如数据的去噪、修复、光滑、补洞等。

同时，Artec公司还开发了一款软件Artec Studio，可以和微软的Kinect或华硕的 Xtion以及其他厂商的体感周边外设配合使用，使其成为三维扫描仪。Kinect通过Artec Studio可以完成模型扫描，然后进行后期处理，填补漏洞、清理数据、进行测量、导出数据等。不确定它是否也使用了Kinect Fusion算法。

5.       PolyWorks

PolyWorks是加拿大InnovMetric公司开发的点云处理软件，提供工程和制造业3D测量解决方案，包含点云扫描、尺寸分析与比较、CAD和逆向工程等功能。

注1：全球四大逆向工程软件除了Geomagic Studio和RapidForm外，还包括ImageWare和CopyCAD，由于后两者我不熟悉，在此就不介绍了，有兴趣的读者可以到网上去找相关资料了解。

注2：微软的Kinect作为快速获取3D数据的传感器，可以作为3D扫描仪来使用，我们曾使用3台Kinects来扫描人体全身，论文发在2012年的IEEE TVCG期刊。现在有多款软件或者开发库（包括上面介绍的PCL，ReconstrutMe，Artec Studio，Skanect），支持将单台Kinect作为手持式扫描仪来扫描物体，其核心都是Kinect Fusion算法。

注3：在测绘和地理信息等领域，由于数字城市和智慧城市的发展，再加上摄影测量的快速发展，近年来遥感测量和航拍测量得到快速发展并广泛应用，特别地，倾斜摄影在近年来发展迅速，在城市级的3D建模方面发挥重要的作用，也是城市级数据采集和建模的重要工具。