3D-сканирование - это процесс анализа реального объекта или окружающей среды для сбора данных о его форме и, возможно, внешнем виде (например, цвете). Собранные данные затем могут быть использованы для построения цифровых 3D-моделей.
3D сканер – это устройство, которое анализирует физический объект и, отталкиваясь от полученной информации, создает его 3D образ. Отсканированные модели далее могут обрабатываться средствами САПР, после чего используются для технологических и инженерных разработок.
Фотограмметрия предшествует компьютерной эпохе: после изобретения фотоаппаратов, ученые быстро поняли, что принцип естественного стереозрения можно использовать в различных областях. Используя фотографии, снятые с двух разных позиций, они смогли измерить и определить местоположение точек объектов в трехмерном пространстве. Эксперты называют этот процесс - "триангуляцией". По сей день Фотограмметрия используется геодезистами для составления карт с высокой точностью; это оказалось особенно полезным в горных районах, которые труднодоступны для геодезистов или для 3D-сканирования другими технологиями. Современные компьютерные программы способны триангулировать целые здания или небольшие объекты, размером с мобильный телефон. В настоящее время даже телефоны можно превратить в портативные 3D-сканеры, просто установив на них специальное приложение. Точность во многом обусловлена качеством получаемых изображений. Чем выше разрешение у фотографии загруженной в программу, тем точнее будут данные. Для создания полной модели необходимо сделать много снимков, перемещаясь вокруг объектов с шагом 15–30 градусов; повторяйте это на разных высотах, особенно при 3D сканировании сложных объектов, то есть имеющих много окклюзий. Имейте в виду, что для триангуляции точки, ее необходимо сфотографировать как минимум дважды, иначе у вашей сетки будут дыры.
Оптический (Структурированная подсветка)
Данный способ позволяет сканерам проецировать геометрические узоры на поверхность объекта, а камеры в этот момент регистрируют искажения изображения. Основываясь на смещении изображения, можно рассчитать местоположение каждой точки. Поскольку шаблоны могут быть спроецированы только из одной точки наблюдения за один раз, необходимо объединить несколько 3D-сканов, чтобы сформировать полную сетку 360°. Некоторые производители обходят это ограничение, устанавливая объект на моторизованном поворотном столе и автоматически склеивая 3D-изображения. Эти 3D-сканеры очень точны, разрешение составляет десятки микрон. В отличие от лазерных 3D-сканеров, эта технология абсолютно безопасна для людей и животных. Диапазон 3D сканирования ограничен несколькими метрами. Технология структурированного света применяется как в стационарных, так и в портативных 3D-сканерах.
Триангуляция (Лазерные 3D сканеры)
Триангуляционные 3D-сканеры или лазерные 3D-сканеры, похожи на фотограмметрию и сканирование структурированным светом. Они используют один и тот же базовый геометрический принцип, для определения местоположения точки в пространстве. Лазерный 3D-сканер проецирует луч на объект, а камера регистрирует место, где лазер попадает на него. Поскольку углы и измерения лазера и камеры известны, лазерная точка (или линия) может быть определена очень точно. Такие 3D сканеры обладают исключительной точностью, а разрешение составляет десятки микрон. С другой стороны, их диапазон дальности, ограничен всего несколькими метрами. Триангуляционные 3D сканеры, испускающие лазерную линию, так же способны сканировать движущиеся объекты. Эта технология обычно не встречается в портативных 3D сканерах.
Контактные 3D сканеры физически касаются объекта, который лежит на поверхности или прикреплен к какой-либо платформе, которая удерживает его на месте. Обычно это медленный процесс, так как даже незначительные вибрации могут исказить сканирование. Хотя эти 3D сканеры производят точные сканирования, которые применяются например при контроль качества в машиностроении. При этом датчики могут изменять или даже нанести вред сканируемым объектам. По этой причине контактные 3D сканеры не используются в археологии.
3D сканеры Time of Flight (TOF) еще более технологичны. Они определяют расстояние до объекта, измеряя время, которое затрачивает лазерный или инфракрасный луч на отражение и возвращение в 3D сканер. Неотъемлемым компонентом этого устройства является скорость света. Время затраченное на прохождение туда и обратно, определяет расстояние, пройденное световым лучом. Но даже у мощных TOF-сканеров есть недостатки, различия в температуре, влажности и другие факторы влияют на скорость света и препятствуют способности 3D-сканера точно измерять время прохождения сигнала в обоих направлениях. Поэтому их точность сравнительно низкая, в диапазоне сантиметров. Чаще такие устройства используются для сканирования больших объектов, таких как здания. Как и в случае с другими технологиями, невозможно создать сплошные сетки за одно сканирование. TOF сканеры, используют лазерные лучи, и не должны использоваться при 3D сканировании людей или животных.
После всей этой информации мы можем примерно понять и выбрать требуемую технологию. В каждой технологии есть свои особенности. Позже мы расскажем подробнее о наиболее распространенных способах.
Хотелось бы отметить очень важный момент в 3d сканировании и развеять ваши ожидания что сканирование это 100% замена моделированию и зачем вам заказывать моделирование когда можно просто отсканировать и это будет дешевле. Допустим вам потребовалось сканирование часто ломающегося или теряющегося элемента и вы подумали что 3d сканирование и 3d печать стоит дешевле и удобнее, но вы не учитываете фактор что любое сканирование оно не идеально, сканер считывает поверхность и размеры (качество которых зависит от разрешение сканера) все поверхности не совсем ровные и углы не достаточно острые.
В связи с этим 80% сканируемых объектов требуется редактировать, вносить правки. Конечно каждый заказ индивидуальный, лучше проконсультироваться у компетентного человека и расспросить его. Надеемся вам попадется профессионал который донесет до вас информацию правильно.
Многие путают и вводят в заблуждение клиентов которые заказывают сканирование тем что впаривают процессы которые уже входят в услугу. Сканер когда сканирует создает "облако точек" и "поверхность", есть конечно сканеры которые создают только "облако точек", но даже у таких сканеров есть ПО которое из "облака точек" создает поверхность.
Многие компании объясняют клиентам что это разные действия и за каждое надо платить, когда это услышите сразу бегите от туда. Вам как минимум должны предоставить достоверную и полную информацию о каждом этапе работы, и предоставить образец изображения по возможности, при таком количестве информации вы сможете проанализировать их услугу, узнать все ли правильно они сказали и качественно ли они смогут оказать услугу. Будьте внимательны и лучше проверяйте несколько раз, уточняйте какие то моменты в этапах работы которые вам показались не точными.
