2  3D扫描和3D打印的相关工作综述

2.1 人工制品的数字恢复：3D扫描

三维扫描是使用激光，灯光或X射线数字捕获物体的形状的非接触式非破坏性技术。 3D扫描仪从对象的表面创建数据的“点云”;它是一种将物理对象的精确大小和形状作为存储在计算机中的数字3D表示的方式[25]。工艺品和文化艺术品的3D扫描的应用假设在用于遗产物品的文献和分析技术中是重要的地方（例如[26]）。事实上，文化遗产的数字保护和解释在计算机图形，几何建模，虚拟现实和一般计算机科学界（例如[27-29]）中引起了相当大的关注。自20世纪90年代出现这种技术以来，3D扫描的示例现在已经在规范文献中了[30,31]。例如，斯坦福大学和华盛顿大学使用3D扫描技术数字化了米开朗基罗制作的雕塑和建筑作品[32]。

遗产3D扫描的成功导致了一系列正在开发的商业应用程序，例如可以数字化物体和房间的MatterPort [33]，以及可用于测量建筑物并建立城市建筑的Faro大容量3D激光扫描技术， [34]。 3D扫描可将对象带入虚拟工作室，这意味着其物理完整性得到保证。此外，这种扫描提供了在物理恢复和逆向工程期间确保质量控制的能力[29,30]。在质量控制的情况下，可以将零件和组件与设计规范进行比较，并检查公差。对象的身份和起源可以与其他已知的类似人工制品进行比较，以确保恢复过程能被复制[35]。创建多个横截面和3D覆盖数据的能力只能通过3D扫描启用;可以制作原始形状的复制品。来`自^751论*文-网www.751com.cn

反向工程本质上是发现用于创建组件的原始材料和技术的过程[29]。通过3D扫描，可以重新创建整个或部分组件的可能性。关于对象三维建模的研究已经全面进行[36-38]。然而，大多数扫描仪产生精确度和分辨率的物体数据，超出了以物理形式实际重现的能力[30]。复制设备（如3D打印机）无法在最终产品中保留此分辨率。 Wachowiack和Karas [29]指出，“应用于复制的术语解决是指从扫描数据准确地生成对象的能力”（第144页）。减少扫描精度和再现分辨率之间的差距是构建组件的一个普遍挑战。然而，最终，解决方案和材料选择的水平将决定修复的成本或产生的代价。