01
三维扫描概述
三维扫描技术发展史、主流技术路线（结构光、激光、摄影测量）、应用领域与市场前景。
发展史技术路线市场
02
开发环境搭建
操作系统选择（Windows/Linux）、Python环境配置、CUDA与GPU驱动安装、Open3D与PCL库编译。
环境CUDAOpen3D
03
相机标定基础
针孔相机模型、内参与外参矩阵、畸变模型、张正友标定法原理。
相机模型畸变张正友
04
相机标定实战
使用OpenCV进行棋盘格标定、标定结果评估、重投影误差分析、标定文件保存与加载。
OpenCV棋盘格重投影
05
结构光原理
结构光编码策略（格雷码、相移法、二值编码）、投影仪-相机系统标定、三角测量原理。
格雷码相移法三角测量
06
结构光解码与重建
格雷码解码算法、相移法解包裹、基于相位的三维点云生成、点云滤波与去噪。
解码解包裹点云生成
07
激光三角法
线激光扫描原理、激光条纹中心提取（高斯拟合、灰度重心法）、运动平台标定。
线激光条纹中心平台标定
08
点云数据结构
点云表示方法（XYZ、RGB、Normal）、Open3D点云基础操作、PCL点云库入门。
XYZOpen3DPCL
09
点云滤波
体素滤波、统计滤波、半径滤波、直通滤波、双边滤波。
体素统计滤波双边滤波
10
点云配准（上）
ICP算法原理、SVD求解旋转平移、点云粗配准（FPFH、RANSAC）。
ICPSVDFPFH
11
点云配准（下）
ICP变种（Point-to-Plane、Generalized ICP）、多视角点云全局配准、回环检测。
Point-to-Plane全局配准回环
12
点云分割
区域生长分割、RANSAC平面分割、欧几里得聚类、DBSCAN聚类。
区域生长RANSACDBSCAN
13
点云特征提取
法向量估计、曲率计算、PFH/FPFH特征、SHOT特征、点云关键点检测（ISS、Harris3D）。
法向量FPFHISS
14
网格重建
泊松重建、Delaunay三角化、Ball Pivoting算法、网格简化与平滑。
泊松重建DelaunayBall Pivoting
15
纹理映射
UV展开、纹理贴图生成、颜色校正、多视角纹理融合。
UV展开纹理贴图颜色校正
16
三维模型格式
PLY、OBJ、STL、GLTF格式解析、文件读写库（assimp、trimesh）。
PLYOBJGLTF
17
实时扫描系统设计
多线程架构、生产者-消费者模式、相机实时流采集、GPU加速点云处理。
多线程生产者-消费者GPU加速
18
GUI开发（上）
PyQt5/PySide6基础、主窗口设计、相机控制面板、点云可视化控件。
PyQt5主窗口可视化
19
GUI开发（下）
信号与槽机制、多线程与界面更新、参数配置对话框、扫描进度条实现。
信号槽多线程进度条
20
扫描控制逻辑
扫描流程状态机、硬件触发同步、自动曝光控制、扫描参数自适应调整。
状态机硬件触发自动曝光
21
数据存储与管理
扫描项目文件结构、HDF5大数据存储、SQLite元数据管理、版本控制策略。
HDF5SQLite版本控制
22
标定与校准工具
自动标定板检测、标定参数优化、温度补偿校准、长期稳定性监测。
自动标定温度补偿稳定性
23
扫描质量评估
点云密度分析、精度验证（球体拟合、平面度测量）、重复性测试、可视化质量报告。
精度验证重复性质量报告
24
软件测试
单元测试（pytest）、集成测试、硬件在环测试、压力测试与性能基准。
pytest集成测试压力测试
25
打包与分发
PyInstaller打包、NSIS安装包制作、Docker容器化、Windows/Linux/macOS跨平台构建。
PyInstallerNSISDocker
26
许可证与保护
软件许可证设计（节点锁定、在线验证）、代码混淆、反调试技术、开源协议选择。
许可证代码混淆反调试
27
用户文档与帮助
用户手册编写、API文档生成（Sphinx）、上下文帮助系统、教程视频制作。
Sphinx用户手册帮助系统
28
部署与运维
软件更新机制（自动更新）、日志收集与分析、远程诊断、用户反馈系统。
自动更新日志分析远程诊断
29
性能优化
点云渲染优化（LOD、八叉树）、算法并行化（OpenMP、CUDA）、内存管理、I/O瓶颈分析。
LODOpenMPCUDA
30
案例实战
从零搭建桌面级三维扫描仪、扫描文物数字化、工业零件检测、人体三维建模完整流程。
桌面扫描仪文物数字化人体建模