social

Что такое 3D-сканер? Все о применении и устройстве трехмерных сканеров в одной статье!

09.08.2013  |  метки:   |  текст:

Одна из моделей ручного 3D сканера3D-сканер – это устройство, с помощью которого можно создавать точные трехмерные модели реальных объектов.

Преимущества этой технологии:

  • высокая степень детализации;
  • информация о поверхности, форме и цвете объекта в цифровом виде.

Он преобразует объект в его цифровое изображение подобно тому, как простой 2D сканер преобразует изображение на листе бумаги в изображение на компьютере.

Применение 3D-сканеров

Пример стационарного сканера3D-сканеры используются во многих областях промышленности, науки, медицины и искусства. В частности, они успешно решают задачи реверс-инженеринга, контроля формы объектов, сохранения культурного наследия, используются в музейном деле, в медицине и дизайне. Таким образом, они необходимы во всех случаях, когда требуется зарегистрировать форму объекта с высокой точностью и за короткое время. Трехмерные сканеры позволяют упростить и улучшить ручной труд, а порой даже выполнить задачи, которые казались невозможными.

Эти устройства полезны в промышленности для бесконтактного контроля поверхностей сложной геометрической формы, а также для проектирования систем. Они используются:

  • для оценки износов оснастки и создания упаковки, точно повторяющей форму изделия;
  • в медицине с помощью 3D-сканеров ставят диагнозы, планируют операции и даже делают анатомическую обувь;
  • в ортодонтии, где необходимо точное, качественное сканирование объектов небольшого размера.;
  • дизайнеры используют 3D-сканеры для получения формы объекта, и её доработки;
  • в музейном деле и археологии они применяются для детального сканирования, точного восстановления и реконструкции скульптур и памятников архитектуры;
  • сканирование людей (получение цветной 3D-модели человека) уже сегодня используется для киноиндустрии и анимации.

Одна из моделей ручного 3D сканераВозможности 3D-сканеров

Как правило, 3D-сканер представляет собой небольшое электронное устройство, ручное (весом до 2 кг) или стационарное, которое использует в качестве подсветки лазер или лампу вспышку.

Точность получаемых моделей объектов варьируется от десятков до сотен микрометров. Возможно сканирование с передачей цвета или только формы поверхности. Эти устройства не только упрощают процесс создания трехмерных моделей – они печатают с максимальной точностью по отношению к исходному оригиналу.

Цена 3D сканеров зависит от технологии, применяемой для сканирования. Сегодня это доступный инструмент, которым пользуются даже небольшие компании.

Классификация 3D-сканеров

3D-сканеры делятся на два типа по методу сканирования:

  • Контактные. При таком сканировании происходит непосредственный контакт сканера с исследуемым объектом;
  • Бесконтактные.

Бесконтактные устройства в свою очередь подразделяются на две отдельные категории:

  • Пассивные сканеры;
  • Активные сканеры.

Пассивные сканеры сами ничего не излучают на объект, а видят отраженное фоновое излучение. Большинство сканеров такого типа реагируют на видимый свет — окружающее излучение.

Активные сканеры излучают на объект направленные волны и используют их отражение для анализа. Излучения бывают разными:

  • Естественного света;
  • Лазерных лучей;
  • Инфракрасного излучения;
  • Рентгеновских лучей;
  • Ультразвука.

Технологии сканирования

Для создания 3D-сканеров используются различные технологии. У каждой из них есть свои ограничения, преимущества и недостатки. Сегодня основными направлениями являются оптическая и лазерная технологии.

Сканирование по оптической технологии осуществляется путем проецирования на объект линий, образующих уникальный узор. Информация о форме поверхности объекта содержится в искажениях формы проецируемого изображения.

В сканировании по лазерной технологии используется лазер, безопасный для зрения. Чтобы привязать 3D-сканер с лазерной подсветкой к объекту сканирования, нередко применяются специальные светоотражающие маркеры, закрепленные рядом с объектом сканирования или прямо на нем, в определённых точках.

Ограничения в сканируемых объектах присутствуют в обоих этих технологиях.

Лазерные сканеры по большей части не применимы для сканирования подвижных объектов, так как этот процесс отнимает слишком много времени. К тому же необходимо нанести специальные светоотражающие метки. Преимущество данной технологии – в высокой точности 3D-модели, но она предназначена для статичных объектов.

Оптические 3D-сканеры не очень хороши при сканировании блестящих, зеркальных или прозрачных поверхностях. Зато у них большая скорость сканирования, что устраняет проблему искажения получаемой модели при движении объекта, и не нужно наносить отражающие метки. Поэтому оптические сканеры можно использовать даже для сканирования человеческих лиц.

Принцип работы 3D-сканеров

Автоматизированное сканирующее устройство

Читая эту статью, вы уже поняли, что такое 3D-сканеры и где они применяются. А как они работают? Очень просто: получают и сравнивают изображения от двух камер.

Подобно тому, как человек способен определять расстояние до предметов при помощи двух глаз, оптический 3D-сканер вычисляет расстояние до объекта, используя 2 камеры. Обычно в дополнение к камерам используется подсветка (лазер или вспышка лампы), для повышения точности измерений.

Все данные измерений и снимки сохраняются, анализируются и выводятся на экран в виде трехмерного изображения. С помощью компьютера можно управлять процессом сканирования, выбирать разрешение и необходимые области для уточнения детализации, сохранять и изменять полученные данные.

  • Задать вопрос через форму сайта

Войти с помощью: 

Вопросы запрещены.