清博智能X积木易搭CTO毛凯：消费级高精度3D扫描，搭建元宇宙高速公路
8月20日下午，由清博智能主办的第二期【元宇宙达人说】以【构建元宇宙“新基建”】为主题，邀请领域内的专家、学者就元宇宙基建热潮下，元宇宙“软装”如何借东风快速开启。
积木易搭联合创始人、CTO毛凯受邀参与此次主题活动，并做了主题为《消费级高精度3D扫描——搭建元宇宙高速公路》的分享，探讨了元宇宙与3D内容的关系;3D扫描技术、消费级高精度3D扫描仪的发展及具体应用;3D扫描技术、3D数字内容如何改变未来人类的生活等。
一、3D内容是元宇宙最重要的基础设施之一
无疑，元宇宙世界的构建离不开海量、高质量的3D内容。
谈到元宇宙与3D内容的关系，积木易搭CTO毛凯认为，随着网络从PC互联网到4G、5G的发展，人类信息传播形态从文本逐渐发展到富媒体，包括图片、音视频、直播、流媒体等方式。历次基础设施的迭代都会带来内容形态的演进。
现阶段，元宇宙的内容行业，其供给决定需求的行业属性，意味着内容领域的竞争格局是百花齐放的。同时，元宇宙是囊括了整个真实的物理世界的。因此，各个行业的数据，包括数字化的需求，都会让元宇宙的内容产生巨大的价值，另一方面，这也会让我们的内容收集及制作存在很大的挑战。
随着3D打印、虚拟现实、增强现实等技术的发展，以及各类沉浸式/佩戴式设备的应用，人们的生活方式正在发生改变。人们对内容消费的趋势也将从二维逐渐扩展到三维。元宇宙有望革新人们对内容的感官体验(交互形式)，3D数字内容必然是元宇宙最重要的基础设施之一。未来，元宇宙世界对基础数据内容的需求量会很大，而且时效性要求也会很高。
然而，当前3D数字内容的发展主要存在三个弊端：一是制作成本高;二是制作效率低(多数情况下靠手工去完成);三是质量参差不齐(跟建模过程、使用工具、建模师的建模水平都有很大关系)。
3D数字内容数据的获取，主要分为两大类：一种是单体建模，以前是传统的纯手工单体建模，现在有3D扫描仪，可以帮助人们快速获取单体模型。另一种是场景化的建模，包括近景和远景。近景如全景摄像机、激光扫描仪建模;远景如用空中遥感卫星，拍一些航拍图、影像，以及摄影测量技术、激光LiDAR等，这些都是我们基于现实世界的各种各样的数字孪生采集手段。
(古建遗址三维激光扫描及近景摄影测量)
但采集回来的数据是要经过软件处理。虽然市面上有很多3D建模软件或者设计软件不断的去开发这方面的功能，比如3DMAX、C4D等，这些软件的功能也越来越强大，但实际上使用起来难度也越来越高，建模人员在使用这些软件时需要经过专业化的培训，才能最终把3D内容创作出来。
所幸的是，在目前的深度学习、机器视觉SLAM技术的推动下，自动化的、规模化的、智能化的3D数据获取技术已得到很大的发展。
总体而言，3D数字内容生产分4个阶段，PGC(专业建模师、设计师)、UGC(爱好者、发烧友)、AIAGC(消费者)、AIGC(AI)。我们的终极目标是希望到达AIGC这个阶段，用AI的高效率去替代人来从事3D数字内容的生产工作，在AIGC这个阶段，AI实际上是突破了人类知识图谱的极限，能够极大的提高内容生产质量与效率。
二、消费级高精度3D扫描仪，将3D内容生产带入数字工业时代
基于未来社会对3D数字内容的需求，毛凯认为，无论是在质量还是数量方面，都会越来越高，3D扫描将成为获取3D数据的一种非常高效的重要手段。未来，3D扫描硬件也越来越普及，甚至手机都可以变成3D扫描仪。经由3D扫描技术，3D内容生产将进入数字工业时代。
当前，3D扫描技术发展趋势主要表现在4个方面。一是几何与学习融合，就是多维几何与深度学习的算法相结合，能够提高3D视觉计算的鲁棒性。二是多传感器融合，通过视觉传感器结合廉价的激光，IMU性能和成本兼顾。三是与硬件结合，就是把3D视觉的算法，嵌入到硬件或芯片中。这样，3D扫描技术可以普遍应用于物联网设备，甚至是手机里。四是与具体行业应用结合，比如AGV、无人驾驶、服务机器人、AR教育、AR影音等。
针对高质量3D数字内容的海量需求，积木易搭在3D数字内容生产方面，推出了消费级高精度3D扫描仪——Magic Swift系列。
2021年，积木易搭首推全新概念“消费级高精度3D 扫描仪Magic Swift”。经过升级迭代，2022年7月，Magic Swift Plus应运而生，其自带可扩展外部彩色套件的特性，更则贴近用户需求。
(积木易搭的消费级高精度3D扫描仪Magic Swift Plus)
具体而言，Magic Swift Plus采用白光LED光源，精度为0.1mm，分辨率达0.25mm，扫描帧率可达10fps，有效扫描距离可以达到0.8米。这意味着扫描的同时就可以实时看到它的扫描结果。此外，Magic Swift Plus支持手持和转台两种操作模式，重量仅800g，小朋友都可以操作。
值得一提的是，Magic Swift Plus目前在国内售价仅千元级别。真正做到了测量级精度，消费级价格。预计年内，Magic Swift系列将会再度上新，实现消费级的专业升级。
(海外用户通过Magic Swift 系列+3D打印制作的创意作品)
Magic Swift系列目前主要在海外进行推广，获得了海外用户的广泛认可。通过Magic Swift系列，海外发烧友们将现实世界实体通过3D扫描数字化，并进行二次创作，再使用3D打印技术将实体成果输出，实体成果有手办、人体扫描、纪念品、玩具等。在以前，创客们通过手工的方式去DIY创意性的东西，成本高、效率慢，但现在有了消费级高精度扫描仪，会方便很多。
市场研究公司IDC公布最新预测，到2023年，全球3D扫描仪(3D Scanner)出货量有望超过6.3亿台，总价值将近30亿美元，5年期年复合增长率(CAGR)达15.8%，而2019-2023年间，全球3D扫描仪(3D Scanner)出货量CAGR则为21.2%。随着3D数字内容需求的高速增长，全球3D扫描仪市场也必将迎来大爆发。
三、多行业应用，3D世界将彻底改变人类的生活
谈到3D扫描技术与人们生活方方面面的的关系，毛凯分享道：“实际上，除了建模之外，3D扫描技术也可以服务其他一些与3D内容和数据制作相关的领域。”
比如，基于机器视觉与动作姿态库，从运动视频中进行动态三维重建，可快速生成3D数字人。具体运用到球类赛事上则表现为，通过对球场上球员的动态三维重建，可以实现战术分析和历史回溯。
3D扫描也天然地可与3D打印完美地结合在一起。比如以前为残疾人士制作矫形修复产品，采用的是石膏铸造或玻璃纤维铸造模具的方式，这种方式费时费力。而现在通过3D扫描和3D打印技术，相较于石膏铸造法或玻璃纤维铸造法，时间成本上降低1倍，制作成本也仅是其十几分之一，既节约了成本，又提高了效率。
(3D扫描+3D打印，制作足部矫形修复产品)
在工业领域，逆向工程、3D加工、工业零部件/工程检测等，通过3D扫描技术，可以快速实现。而在虚拟展示服务领域，通过对商品进行扫描，可实现线下实景复刻、实景模型重建。
(阿里巴巴第二届跨境峰会数字化3D展厅)
在泛家居领域，可以通过3D扫描技术对手工建模难度非常大的红木家具等这类家具，进行快速三维扫描建模，并且通过Web进行分享。
在陶瓷工艺品领域，通过3D扫描，可以高精度采集到工艺品的纹理，并自动进行映射，1:1的高度还原艺术品。
在零售行业，比如，积木易搭给鞋厂商提供3D定制解决方案，对鞋的各个部件快速进行数字化之后，用户可以在线上对鞋进行二次编辑和创作，进行鞋的定制。鞋子的3D模型可进行交互展示，用户DIY的定制鞋也可以在不同终端上进行展示，比如说裸眼3D全息广告机、智能展示机、AR/VR/MR智能设备等。
目前，积木易搭已为10+行业提供3D数字化服务，合作单位超过1900家，包括格力、吉利几何汽车、浪潮、新华三、华为、京东、施耐德、阿里巴巴、无印良品等多个品牌客户，合作电商卖家超800余家，3D数字展厅搭建超过1200家，工程建模数量更是高达218000+。
放眼未来，随着3D扫描及3D内容的应用技术的不断发展，人们将享受到更好的购物方式，更智能的导航定位，更真实的游戏体验，更有趣的学习方式，更先进的医疗模式等。未来，3D世界将彻底改变人类的生活，3D扫描技术、3D数字内容将大有可为。
