3d掃描儀的目的是在物體的幾何表面上創建點雲，用於插值物體的表面形狀。點雲越密集，就可以創建越精確的模型(這個過程稱為3D重建)。如果掃描儀可以得到表面的顏色，它可以進壹步在重建的表面上粘貼壹個紋理圖，這就是所謂的紋理映射。
3d掃描儀可以模擬成壹個攝像頭，其視線是圓錐形的，信息采集被限制在壹定範圍內。兩者的區別在於攝像頭捕捉的是顏色信息，而3d掃描儀測量的是距離。因為測量結果包含深度信息，所以通常稱為深度圖像或測距圖像。
由於3d掃描儀的掃描範圍有限，往往需要改變掃描儀與物體的相對位置或將物體放在可轉動的桌子上，經過多次掃描，拼湊出物體的完整模型。集成多個單側模型的技術被稱為圖像配準或對齊，它涉及多種3D匹配方法。
3d掃描儀可分為接觸式和非接觸式，後者又可分為主動掃描和被動掃描，再細分為許多不同的技術方法。利用可視視頻實現重建的方法，也稱為基於機器視覺的方法，是當今機器視覺研究的主流之壹。
接觸掃描:
接觸式3d掃描儀通過實際接觸物體表面來計算深度，比如坐標測量機(CMM)，就是典型的接觸式3d掃描儀。這種方法相當精確，常用於工程制造業。但由於掃描時必須接觸物體，被測物體可能會被探頭損壞，因此不適合於古代文物、遺跡等高價值物體的重建。此外，與其他方法相比，接觸掃描需要較長的時間。今天，最快的坐標測量機每秒可以完成數百次測量，而激光掃描儀等光學技術的工作頻率高達每秒1萬至500萬次。
非接觸式主動掃描:
主動掃描是指將額外的能量投射到物體上，通過能量的反射來計算三維空間信息。常見的投射能量有普通可見光、高能束、超聲波、X射線等。
飛行時間測距
激光雷達(LIght Detection And Ranging的縮寫，即3D激光掃描儀)可以用來掃描建築物、巖層等，制作3D模型。激光束可以掃描相當大的範圍:如圖所示，這種儀器的頭部可以水平旋轉360度，而反射激光束的鏡子在垂直方向快速旋轉。儀器發射的激光束可以測量儀器中心到激光擊中的第壹個目標的距離。
飛行時間三維激光掃描儀是壹種主動掃描儀，它使用激光來探測目標。圖中的激光雷達是以時差測距為主要技術的激光測距儀。這個激光測距儀通過測量儀器發出的激光脈沖，來回轉換時間，確定儀器與目標物體表面的距離。也就是說，儀器發出壹個激光脈沖，打在物體表面後被反射，然後儀器中的探測器接收信號，記錄時間。由於光速是壹個已知的條件，光信號往返壹次的時間就可以換算成信號傳播的距離，這個距離是儀器到物體表面距離的兩倍。因此，如果光信號往返壹次的時間等於光信號傳播的距離。很明顯，時差測距3D激光掃描儀的測量精度受我們測量時間的精確程度影響，因為大約是3.3皮秒(皮秒；皮秒)，光信號走了1mm。
激光測距儀只能用每個激光信號測量單點到儀器的距離。因此，如果掃描儀想要掃描完整的視場，它必須使每個激光信號以不同的角度發射。這種激光測距儀可以通過自身的水平旋轉或者系統內部的旋轉反射鏡來達到這個目的。轉鏡因其輕便、圓周掃描速度快、精度高而被廣泛應用。典型的時差測距激光掃描儀每秒可以測量大約10，000到100，000個目標點。
三角測量(三角測量)
激光三角測量傳感器原理。示出了兩個物體位置。
三角測距3D激光掃描儀也是壹種主動掃描儀，它使用激光來檢測環境條件。與飛行時間測距法相比，三角測距法三維激光掃描儀向被測物體發射激光，利用攝像頭尋找被測物體上的激光光斑。隨著與被測物體(三角測量三維激光掃描儀)距離的不同，激光光斑在相機畫面中的位置也不同。這種技術被稱為三角測距法，因為激光光斑、攝像機和激光本身形成壹個三角形。在這個三角形中，激光器和攝像機之間的距離以及激光器在三角形中的角度是已知的條件。通過激光光斑在攝像機畫面中的位置，我們可以確定攝像機在三角形中的角度。這三個條件可以確定壹個三角形，計算出被測物體的距離。在很多情況下，單個激光光斑被線性激光條紋代替，被測物體被激光條紋掃描，大大加快了整個測量過程。加拿大國家研究委員會是致力於三角激光掃描技術研究和開發的協會之壹(1978)。
手持式激光器
手持式激光掃描儀通過前面提到的三角測距法構建三維圖形:通過手持設備，待測物體發出激光光斑或線狀激光。當使用兩個或多個檢測器(電耦合組件或位置感應組件)來測量待測物體表面和手持激光產品之間的距離時，通常需要使用特定的參考點(通常是粘性和反射性貼片)來定位和校準空間中的掃描儀。這些掃描儀獲得的數據將被輸入計算機，並通過軟件轉換成3D模型。手持式激光掃描儀通常將被動掃描(可見光)獲得的數據(如被測物體的結構、顏色分布等)進行綜合，構建出被測物體更完整的3D模型。
結構照明(結構照明)
將壹維或二維圖像投影到被測物體上，根據圖像的變形判斷被測物體的表面形狀，可以以非常快的速度進行掃描。與壹次測量壹個點的探頭相比，這種方法可以壹次測量多個點或大面積，因此可以用於動態測量。
調制照明調制光3d掃描儀在時間上連續調節光的強度，常用的調制方式是周期性正弦波。通過觀察視頻中每個像素的亮度變化和光線的相位差，可以計算出距離深度。調制光源可以是激光器，也可以是投影儀，激光能量可以達到極高的精度，但這種方法對噪聲相當敏感。
無接觸被動掃描
被動掃描儀本身不發射任何輻射(如激光)，而是測量被測物體表面反射的周圍輻射，以達到預期的效果。由於環境中的可見光輻射，它相當容易獲得和使用。這些掃描儀大多主要檢測環境中的可見光。但是相對於可見光的其他輻射線，例如紅外線，也可以用於此目的。因為在大多數情況下，被動掃描方式不需要太特殊規格的硬件支持，這樣的被動產品往往相當便宜。
立體方法
傳統的立體成像系統使用兩個放置在壹起的攝像機來平行觀察待重建的物體。從概念上來說，這種方法類似於人類通過眼睛感知的視頻疊加來估計深度(當然人腦對深度信息的感知過程要復雜得多)。如果已知兩個攝像頭的距離和焦距，並能成功疊加截取的左右圖片，就能快速推斷出深度信息。這種方法依賴於有效的像素匹配分析，通常通過使用塊匹配或核幾何算法來實現。
使用兩個相機的立體視覺方法也稱為雙目，還有使用更多相機的三目和其他擴展方法。
從陰影形成形狀
此前，B.K.P. Horn等學者提出將視頻像素的亮度值代入預先設計的色度模型中求解方程，方程的解就是深度信息。因為方程中的未知數比限制條件多，所以需要通過更多的假設條件來縮小解集的範圍。比如增加曲面可微性、curvatureconstraint、光滑性等更多的限制，得到精確解。在這個方法之後，伍德漢姆推導出了立體光學方法。
立體光學(光度立體)
立體光學法為了彌補光度成型法中單張照片提供信息的不足，用壹臺相機拍攝多張照片，拍攝角度相同，不同的是光線的光照條件。最簡單的立體光學方法是用三個光源從三個不同的方向照射待測物體，每次只開啟壹個光源。拍攝完成後，合成三張照片，利用光學中的理想擴散模型求解物體表面的梯度矢量。對矢量場進行積分後，可以得到三維模型。這種方法不適用於光滑且不類似朗伯曲面的物體。
等高線法
這種方法使用物體的壹系列輪廓線來形成三維實體。當物體表面的壹部分不能顯示在輪廓線上時，重建後會丟失三維信息。常見的做法是將待測物體放在電動轉盤上，每次旋轉壹個小角度後拍攝其視頻，再通過視頻處理技巧去除背景，取出輪廓線，收集各個角度的輪廓線後再將其“雕刻”成三維模型。
用戶幫助
另外，有些方法在重建過程中需要用戶提供信息，借助人類視覺系統的獨特性能，可以輔助完成重建過程。這些方法都是基於照片攝影的原理，對同壹物體拍攝視頻來計算三維信息。另壹種類似的方式是panoramicreconstruction，即定點拍攝周圍的視頻，重建場景環境。
app應用
3D自拍Madrodin制作，Shapeways3D打印。幻想曲3D自拍攝影亭
逆向工程
逆向工程是壹個技術過程，即對壹個目標產品進行逆向分析和研究，從而推導獲得產品的設計要素，如加工流程、組織結構、功能性能規格等。，以生產功能相似，但不完全相同的產品。逆向工程來源於商業和軍事領域的硬件分析。其主要目的是在不容易獲得必要的生產信息的情況下，直接從成品的分析中推導出產品的設計原理。逆向工程可能會被誤認為是對知識產權的嚴重侵犯，但在實際應用中，它可能會保護知識產權所有者。比如在集成電路領域，如果壹家公司涉嫌侵犯知識產權，可以利用逆向工程技術尋找證據。
3d掃描儀選擇指南