前言

骨骼作为脊椎动物身体的基础，不仅有支撑、保护、运动等功能，其极致的形态和精密的结构中也隐藏着生物的系统发育、生活方式，乃至生存环境和生命演化的秘密

借助于3D扫描技术，完整的动物骨骼和骨骼碎片都可以被精确复制，转化为便于研究、传输和展示的3D数字模型。这一数字化手段在自然考古、教学研究、医学等领域正发挥着越来越重要的作用。

本期案例我们将穿越远古与现代，跨越陆地与海洋，借智能手持式激光3D扫描仪的双目视觉，见证不同骨骼的形态之美，及其在不同领域的应用价值。

CASE 01 明星物种化石 | 3D档案

被誉为“活化石”的国宝大熊猫历经数百万年的沧海桑田生存至今，其真正的骨骼化石也珍贵无比，为探究生物进化及环境变化等提供了重要证据。

我们的客户需要对一件距今几十万年的大熊猫头骨化石进行数据采集，为其建立数字档案。中观给出了【3D扫描+自动贴图】的解决方案，可以非接触方式快速获取化石的高精度3D点云模型，同时真实还原表面的纹理色彩。

▲借助桌面标志点对熊猫头骨化石进行扫描，无需在化石表面粘贴标志点。

▲扫描数据1:1精确还原化石的完整结构形态。

▲结合ArtMapping贴图软件，实现二维影像纹理与三维激光点云数据的自动配准、融合，操作智能高效，效果真实细腻。

通过三维扫描技术获取的化石3D数据，可以永久存档，为大熊猫骨骼数据库的建立和后续研究保护工作提供信息保障；也可以用于博物馆的数字化展示，或者结合3D打印等推出系列科普产品，方便以生动多元的手段推动古生物科学的传播。

CASE 02 动物骨骼教学 | 3D展示

动物骨骼标本可以清晰直观地展示动物身体内部的骨骼构造，它是研究骨骼形态结构，以及与其他系统、组织、器官相互关系的主要材料，在教学、科研以及科学传播领域都有不可替代的作用。

客户有一批动物骨骼，为了改善教学效果，更好地进行展示，希望借助3D扫描仪获取骨骼的三维数据，要求细节清晰，数据完整，并且能够适配后期的贴图需求。中观给出的解决方案是先整体扫描再拆分扫描，这样既能保证整体骨架的形态，又能保证每一块骨骼的数据完整性。

▲首先是对处于固定状态的骨架进行整体扫描，获取骨骼与骨骼间的相对位置与姿态。然后将整体骨架进行拆分后，再对每一块骨骼分别进行扫描，获取单块骨骼的完整数据。

▲整体扫描数据，仅关节连接处或骨骼间相互遮挡处无法扫描完全。

▲最后将每一块骨骼的扫描数据，参照整体坐标系进行对齐拼合，得到完整的骨架模型。

这样获取的动物骨骼3D模型，数据完整无缺，高度还原了骨架的完整形态以及每一处细节。在教学中，可以对骨骼整体进行360°旋转、缩放和平移展示，也可以将每一块骨头单独拿出来展示分析，极大地改善了教学演示的效果，而不必反复拆解真实的骨骼标本。

CASE 03 海洋生物脊骨 | 3D研究

在不断深入的研究工作中，全方位空间信息的采集和展示也越来越重要。针对某海洋科研院所的一具海洋生物脊骨，我们同样采用了“先整体后拆分”的扫描方法进行数据采集。

▲先对处于完整状态的骨骼进行扫描，使骨骼整体处在同一坐标系下，同时还原骨骼本身的完整形态。

▲将每一节脊椎骨拆分后，再逐一扫描，获取单节脊椎骨的完整3D数据。

▲将单节脊椎骨在整体坐标系下进行拼接，即可得到完整脊骨的三维数据（上图仅部分拼接示意）。

精确的3D模型能够真实再现动物骨骼的原貌，可以帮助科研人员高效便捷地开展观察和研究工作，并为学术成果的展示分享提供了超越2D照片的丰富信息量。

结语

人类与环境共生共存，探寻生命的起源与演化，也是在为人类和地球的未来寻找预示与方向。微观——更高的清晰度与准确度，宏观——专业的数据库和大数据应用，这是当前生命科学研究的发展趋势，而三维激光扫描技术兼具高精度和数字化的优势，可以为广大科研/教育工作者提供高效、便利的智能工具。