3D-сканирование - это инновационная технология, которая позволяет создавать точные цифровые копии физических объектов. С помощью 3D-сканеров можно оцифровывать объекты любого размера и формы, от маленьких деталей до целых зданий.
Хотя первые прототипы 3D-сканеров были созданы еще в 1960-х годах, технология получила широкое распространение только в конце XX века. С тех пор 3D-сканеры постоянно совершенствуются, становясь все более точными, быстрыми и доступными.
Сегодня 3D-сканеры используются в самых разных областях, от производства и дизайна до медицины и науки.
Для чего нужен 3D-сканер
3D-сканер - это устройство, которое используется для изучения физических объектов, таких как помещения и детали оборудования. Он состоит из проектора, установленного на штативе, камер и специального программного обеспечения.
Проектор направляет контрастные линии различных ориентаций (вертикальные, горизонтальные и диагональные) на объект, в то время как встроенные камеры снимают изгибы этих линий. Затем специальное программное обеспечение обрабатывает изображения, создавая трехмерную модель объекта. 3D-сканеры находят применение в различных сферах, включая производство, дизайн, киноиндустрию, медицину и разработку компьютерных технологий.
Рейтинг топ-3 лучших недорогих 3D-сканеров
Creality CR-Scan Lizard Luxury
Это устройство с точностью сканирования до 0.05 мм, доступное по цене и компактное по размерам. Оно способно обрабатывать даже самые мелкие и сложные детали на объектах размером 15 х 15 х 15 мм. Сканер предлагает различные режимы работы: портативный, с поворотным столом или комбинированный.
В режиме с поворотным столом устройство автоматически сканирует объекты размером 15-300 мм, в комбинированном режиме - более крупные детали до 500 мм, а в ручном режиме - до двух метров. Благодаря многоспектральной технологии сканер точно воспроизводит объекты любого цвета, включая черный, сохраняя их характеристики.
В комплект поставки входит программное обеспечение CR Studio с множеством опций, таких как многопозиционное автоматическое выравнивание, удаление шума, создание упрощенной топологии и другие. Кроме того, через облачный сервис Creality Cloud вы можете делиться своими работами с другими пользователями и распечатывать их на принтере.
Пользователи отмечают, что устройство хорошо справляется со своими функциями, однако при сканировании цветных объектов может потребоваться использование штатива большего размера, чем тот, который идет в комплекте (его придется приобретать отдельно). Необходимость использования маркеров не возникает, так как программа сама их обрабатывает. Это устройство подходит для домашнего использования, обучения и мелких коммерческих задач.
Основные характеристики:
- Точность сканирования: 0.05 мм
- Размер одного снимка: 200 х 100 мм
- Минимальная область сканирования: 15 х 15 х 15 мм
- Расстояние до точки: 0.1-0.2 мм
- Рабочее расстояние до объекта: 150-400 мм
- Интерфейс подключения: USB 3.0
- Операционные системы: Windows 10 64 bit, MacOS
- Формат экспортируемых файлов: OBJ, STL, PLY
- Вес: 3.8 кг
Плюсы и минусы:
- Точное сканирование даже при наличии солнечного света и на темных объектах
- Много функций
- Возможность подключения к 3D-принтеру
- Программа устанавливает метки
- Для сканирования цветных объектов может потребоваться штатив большего размера.
Revopoint Range
Это ручное устройство, разработанное для 3D-сканирования и последующей 3D-печати моделей. Оно способно создавать полноцветные снимки со скоростью до 18 кадров в секунду с точностью до 0.1 мм. Диапазон одиночного захвата составляет 360 х 650 мм, что позволяет сканировать крупные объекты, такие как автомобили, мебель и даже людей.
Для сканирования и обработки снимков предусмотрено интуитивно понятное программное обеспечение, включая удобное приложение Revo Scan. Устройство совместимо с компьютерами и мобильными устройствами на операционных системах Windows, macOS, iOS и Android.
В комплекте имеется аккумулятор, позволяющий проводить сканирование непосредственно на мобильных устройствах. Однако для сканирования сложных, плоских и глянцевых объектов может потребоваться дополнительная матирующая спрей и метки. Для работы с программным обеспечением требуется мощный компьютер или смартфон.
Это устройство наиболее подходит для обработки небольших объектов, таких как стоматологические модели, лабораторные образцы, элементы автотюнинга, а также для бытовых задач и других приложений. Однако для достижения оптимальных результатов требуется внимательное сканирование объекта, а при работе с мелкими деталями даже с однотипной геометрией может возникать проблема с сохранением направления.
Основные характеристики:
- Точность сканирования: 0.1 мм
- Скорость сканирования: до 18 снимков в секунду
- Размер одного снимка: 360 х 650 мм
- Минимальная область сканирования: 50 х 50 х 50 мм
- Интерфейс подключения: USB, Wi-Fi
- Операционные системы: Windows, macOS, iOS, Android
- Формат экспортируемых файлов: OBJ, STL, PLY
Плюсы и минусы:
- Обеспечивает точные полноцветные снимки
- Возможность подключения к 3D-принтеру
- Приложение для сканирования и обработки снимков
- Возможность сканирования непосредственно на смартфон и другие гаджеты
- Необходимость дополнительной покупки матирующего спрея и меток
- Требуется мощный компьютер или смартфон для работы с программным обеспечением
- Сканирование может занимать продолжительное время
- При обработке мелких деталей сканер может потерять направление
RangeVision NeoPoint
Устройство оснащено инновационным сенсором и удобным программным обеспечением RV 3D Studio, предназначенным для точного и детального сканирования объектов. Модель может использоваться как в ручном режиме, так и с штативом. Кроме того, в комплект входит поворотный стол для стационарного сканирования. Для начала работы достаточно просто подключить сканер к компьютеру, не требуется сложная настройка датчиков.
Пользователи высоко оценили качество программного обеспечения, которое легко запускается даже на не слишком мощных компьютерах. Сканирование происходит быстро, а поворотный стол обладает диаметром платформы 20 см и грузоподъемностью 20 кг. В комплекте также имеются маркеры и статуэтка для тестирования, а также штатив и кабели. Готовую модель можно экспортировать в различные удобные форматы. Этот сканер подходит для оцифровки различных объектов, включая культурное наследие. Однако для работы в режиме с поворотным столом может потребоваться ручная калибровка.
Основные характеристики:
- Точность сканирования: до 50 микрон
- Минимальная область сканирования: 210 х 130 мм
- Интерфейс подключения: USB, USB A, USB C
- Формат экспортируемых файлов: OBJ, STL, PLY
Плюсы и минусы:
- Удобное программное обеспечение
- Быстрая скорость сканирования
- В комплекте поставки имеется поворотный стол, маркеры, статуэтка для тестирования, штатив и кабели
- Готовую модель можно экспортировать в различные форматы
- При использовании в режиме с поворотным столом требуется ручная калибровка
Как выбрать 3D-сканер
Прежде чем выбирать 3D-сканер, необходимо определиться с некоторыми важными параметрами:
Типы сканируемых объектов
Этот аспект является ключевым, так как различные модели сканеров могут обладать разной эффективностью в зависимости от типа сканируемых объектов. Некоторые сканеры отлично подходят для измерений человеческого тела, но могут демонстрировать средние результаты при сканировании статичных объектов с мелкими деталями геометрии.
Другие устройства обеспечивают высокую точность и качество сканирования для объектов с размерами от одного сантиметра до нескольких метров, но могут быть менее эффективны в трехмерном измерении человеческой фигуры. Важно также учитывать, предоставляет ли сканер возможность передачи текстуры и цвета объекта, так как не все модели обладают этой функцией.
Размеры сканируемых объектов
Большинство 3D-сканеров предназначены для работы с объектами определенных размеров, так как имеют фиксированное поле обзора. Производители часто предлагают разные модели сканеров для сканирования как малогабаритных (например, ювелирных изделий), так и крупногабаритных объектов (например, автомобилей).
Для сканирования небольших объектов, таких как мебель, мотоциклы или статуи, рекомендуется использовать стационарные сканеры, которые позволяют оператору свободно перемещаться вокруг объекта и захватывать его труднодоступные участки.
Если требуется сканировать объекты различных размеров, наиболее подходящим вариантом будет выбор 3D-сканера с одной зоной сканирования. В случае необходимости обработки объектов разных размеров от нескольких сантиметров до нескольких метров, рекомендуется выбрать устройство с несколькими зонами сканирования и поддержкой режима сканирования по маркерам.
Точность сканирования
Точность сканирования представляет собой ключевую характеристику 3D-сканера. Этот показатель описывает степень отклонения каждой точки трехмерной модели от реальной геометрии объекта. Единицами измерения являются миллиметры или микроны (1 микрон = 0.001 мм).
Высокоточные 3D-сканеры с точностью от 5 до 30 микрон обеспечивают высокую точность сканирования, что делает их особенно ценными в научных областях, таких как аэрокосмическая промышленность. 3D-сканеры с точностью от 30 до 100 микрон более распространены и представлены в большинстве моделей на рынке. Устройства с точностью менее 100 микрон могут быть использованы в ситуациях, где не требуется высокая точность измерений, и их задачей является воспроизведение общей геометрии объектов, не включенных в функциональный механизм.
Разрешающая способность
Разрешающая способность определяет расстояние между соседними точками в 3D-модели. Этот параметр влияет на детализацию и размер файла: чем выше плотность точек, тем больше деталей поверхности объекта включено в трехмерную модель. Точность сканирования и разрешающая способность не всегда связаны между собой: например, высокоточный сканер может захватывать всего 10 точек, в то время как менее точное устройство может создавать миллионы точек.
Поэтому высокое разрешение необходимо для работы с объектами, требующими высокой детализации, такими как небольшие скульптуры или ювелирные изделия. Однако для некоторых пользователей высокое разрешение может создавать проблемы, такие как длительное время обработки и использование высокопроизводительных компьютеров. Кроме того, для печати на 3D-принтере требуется больше времени, особенно при обработке мелких деталей геометрии.
Скорость сканирования
Скорость сканирования зависит от технологии сканирования и измеряется различными методами. Например, скорость сканеров, использующих структурированный свет, рассчитывается по количеству кадров и точек, захваченных за секунду. Профессиональное оборудование способно захватывать 16 кадров и 2 миллиона точек в секунду.
Высокая скорость сканирования особенно важна при работе с крупными или подвижными объектами, которые не могут сохранять одно и то же положение в течение длительного времени.
Программное обеспечение
Важно учитывать, что программное обеспечение играет ключевую роль в работе 3D-сканера. Производители устройств стремятся разрабатывать оптимальное программное обеспечение для расширения функциональности сканеров. Оно может быть как простым (на уровне стандартного фоторедактора), так и более сложным, с различными опциями.