大部分光學三維掃描儀掃描過程中，
​“光機投射光線到物體表面”與“相機接收物體反射光線“是兩個必不可少的部分。
我們經常說，光學三維掃描儀不能夠直接掃描黑色、
​透明和反光的物體。
在之前的小課堂內容中，也對這個問題的原因和解決方案做過介紹

但是，究其深層次原因，在這篇文章中並沒有展開介紹。 本文，技術工程師Alfred將從原理展開，對於“黑色、
透明和反光物體不能夠直接掃描”這個問題進行分析。

​反光材質

物體之所以看著反光，最基本的原因是物體表面過於光滑，
從而形成了鏡面反射現象。如下圖

現在我們用一個小影片來描述一下鏡面反射對掃描的影響。

通過上面的影片，我們了解到掃描儀的兩個相機無法在同一時間獲取到所需的光信號，
​再結合掃描原理，我們不難明白，此時掃描儀無法正常進行掃描。

透明&半透明材質

​網上對於透明的解釋如下：

我對於透明材質的理解：
​光線照射到物體上不產生反射，且光線穿過物體，少量或部分光線被材質吸收
​（有色玻璃就是除了該種顏色的光外，均被吸收了）。

我們常說，一般的光學三維掃描儀，對於透明和半透明的物體不能夠直接掃描，
都需要使用顯像劑。
透明材質是幾乎沒有任何反射信號，掃描儀無法獲取到足夠光信號。
半透明材質：此處指的不是類似深色玻璃之類材質（深色玻璃仍舊是透明材料，只是透明度略低）。
​半透明材質的形成原因是在生成材料的過程中，混入了氣泡、雜質等，導致光線傳導路徑混亂，毛玻璃採用的就是類似的原理。
因此，對於半透明物體無法直接掃描的原理見如下影片：

對於半透明材質，有兩個原因導致無法直接掃描：
1、反射光信號過弱導致相機接收到的反射光線不足以完成數據獲取。
​ 2、材料中雜質影響反射光線，雜亂的反射光線導致數據不能正確獲取。

黑色（深色）材質

關於黑色材質，因為對光的吸收，導致反射光源信號太少，
從而無法正常掃描。
但我想從另一個角度去解釋為什麼黑色不能掃描。
順帶大家也能理解為什麼在太陽光下，
我們無法掃描了。 我們知道掃描儀在工作時，
會投射特定結構（例如，黑白間隔的條紋光等）的光到物體上，
相機需要採集這些光投到物體上的形狀變化，
​但如果被掃描的物體是深色物體呢？如果外界光線太強，影響了黑白條紋呢？

現在我們來看一個影片：

如影片中介紹的：
在強光下，掃描儀的光機投影的黑白光柵在物體表面會受到強光的影響，
從而無法正常標記關鍵點，因此，即使相機接收到了反射光線，
也無法正確的進行數據的處理。
當物體顏色較暗的時候，投射到物體表面的黑白相間的線條，
白色線條部分會被暗色物體吸收一部分光線，
導致黑白線條的反射光區分不明顯，
​從而無法正確的進行關鍵點標記，因此無法正常的掃描。
順便給大家可以看看世上最黑物質Black 2.0

要是碰上這傢伙，目前的光學掃描儀都無能為力了。

總結
對於反光、透明&半透明、黑色的物體無法直接掃描，
究其原因，都是沒有遵循掃描原理中的一個環節，
即“相機接收到物體的反射光線”，解決以上問題的方案也很簡單粗暴，
只要改變物體的表面屬性，
在表面有一層附著物讓其可以對光機光線進行漫反射從而可以讓相機接收，
​我們一般使用顯像劑來實現物體表面附著。

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三維掃描儀主要有以下幾種數據拼接方式：
​標誌點拼接、特徵（物體外形）拼接、紋理（物體表面顏色圖案）拼接。

為什麼要拼接？
掃描儀一次只能掃描一塊區域，即使掃描儀一次獲取的區域無窮大，由於被掃描物體並不是平面的，也會因為角度的問題，需要換角度掃描，那麼分次掃描的數據如何組合到一起？

像拼圖一樣，一塊一塊拼在一起。

那麼我們上邊所說到的“數據拼接方式”就是“拼圖”的依據。
拼接：通過物體的幾何外形來拼接
紋拼接：通過物體顏色圖案來拼接
除了標誌點拼接外，都是依靠物體本身的外形或表面圖案做為參考，
​確定不同數據間的位置關係。
但總有些物體，它不按套路出牌。

除了這種方方正正的，還有一些物體也存在同樣問題：
實例1：軸對稱——旋轉一定角度再去看，很難判斷物體是否旋轉了，以及旋轉了多少角度。

實例2：重複性結構——看著就像是同一個圖案一直複製粘貼

實例3：大曲面、平面——稍微移動或旋轉一點，無法判斷位置

針對以上物體，如果想要利用掃描儀成功獲取他們的三維數據，
​那麼就需要利用標誌點進行拼接。
標誌點是如何將數據進行拼接的？

如何區分是否需要粘貼標誌點？

只要以掃描儀的視角範圍，把某一塊區域單獨拉出來，再將這個區域放回被掃描物體上，
發現無法有一個準確的位置，它滿足多個位置的要求，
那麼，這樣的物體需要利用標誌點拼接來完成掃描任務。

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