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。