Un ghid pentru scanerele 3D: care sunt avantajele și dezavantajele lor?

8. 4. 2021

Până acum câțiva ani, aceasta era o tehnologia din cărțile SF, acum este un device obișnuit. Scanarea 3D își are locul de neînlocuit în arheologie, medicină, dar și, de exemplu, în dezvoltarea jocurilor video sau a cartografierii terenului. Acum putem transforma smartphone-ul nostru într-un scaner 3D. Aflați mai multe în articol.

uvod

Cuprins:

  • Cum funcționează scanarea 3D?
  • Scanarea 3D este conversia unui obiect tridimensional într-un model digital, cu care se poate prelucra. Scanările digitale acționează ca un șablon pentru imprimarea tridimensională și sunt utilizate pentru controlul calității (de exemplu, în producția industrială) sau pentru arhivarea digitală (de exemplu, a sculpturilor sau obiectelor istorice).

    În plus, scanarea 3D este utilizată în mod obișnuit în industria divertismentului (animație, digitalizare a obiectelor în realitate virtuală) sau geodezie. În medicină, acestea sunt utilizate în modelarea înlocuirii maxilarului sau a articulațiilor.

    Cum funcționează scanarea 3D?

    Funcționarea unui scaner 3D se bazează pe două principii de bază. Fie obiectivul camerei detectează lumina reflectată de obiect (scanere fără contact), fie informații despre obiect sunt obținute de la o sondă care trece peste suprafața obiectului (scanere de contact). Datele obținute sunt apoi convertite într-un model digital de un software specializat.

    Gama de scanere 3D este imensă: de la obiecte mici (monede) la obiecte uriașe - mașini, clădiri și chiar suprafața pământului sau fundul mării.

    Scanere tactile

    În timpul scanării prin atingere, obiectul scanat este fixat ferm de tampon. Scanarea în sine este asigurată de o sondă cu bile sensibile la presiune; poziția sa actuală este determinată de un scaner utilizând tehnica CCM (Mașină de măsurat coordonate).

    Scanerele tactile pot fi:

    • atașat la un braț mecanic, ghidat de o persoană (folosit, de exemplu, în studiourile de animație);
    • atașat unui braț robotizat (procese automate, repetitive în producția industrială);
    • manual (utilizat pe teren).

    Demonstrație practică a unui scaner tactil robotizat și utilizarea unui obiect scanat în timpul transferului

    Marele avantaj al scanerelor tactile este că puteți scana cu ușurință obiecte transparente și lucioase cu ele, cu care thnologiile optice tradiționale au adesea probleme. Scanarea prin atingere este utilizată și în zone periculoase (de exemplu, cu prezența unor substanțe chimice dăunătoare) sau în zone cu vizibilitate redusă. Dezavantajul scanerelor tactile este evident - este dificil să scanați obiecte mai mari (și îndepărtate) cu ele.

    Scannere optice

    Scannerele optice reprezintă un compromis rezonabil între preț și calitatea scanării. Nu sunt la fel de scumpe ca laserele sau scanerele tactile, pe de altă parte, nu sunt la fel de exacte. Folosesc lumină reflectată în mod natural, ele funcționează practic în același mod ca un aparat foto.

    Condiția pentru scanarea optică (și laser) cu succes este - în mod similar cu fotografia - un spațiu gol între obiectiv și obiectul scanat.

    Cele mai simple scanere optice au un singur obiectiv. Când scanați cu metoda de fotogrametrie, puteți utiliza și propriul smartphone pentru scanare. Obiectul scanat este fotografiat din diferite unghiuri și o aplicație specială convertește apoi fotografiile într-un model digital. Prelucrarea datelor are loc datorită cerințelor de calcul ridicate ale unui computer cu o placă grafică puternică.

    Explicația principiului scanării 3D prin telefon mobil

    Pentru modelul brut trebuie făcute cel puțin 20 de fotografii. Puteți obține o calitate decentă cu până la 80 de fotografii - cu cât mai multe fotografii, cu atât va fi mai precis modelul rezultat.

    Scannere laser 3D

    Modele extrem de precise pot fi realizate prin scanarea cu laser. Prin urmare, scanerele laser 3D sunt utilizate pe scară largă în industrie, unde se verifică calitatea producției.

    Scannerele laser funcționează pe același principiu ca și senzorii optici - compun și modelul rezultat pe baza imaginii scanate. Principala diferență este că luminează în mod activ obiectul scanat cu un fascicul laser. Lumina reflectată de la suprafața obiectului este capturată de o cameră de mare viteză, iar modelul rezultat este generat din nou de o aplicație specializată.

    Scannerele laser mai ieftine folosesc lumina spot, echipamentele profesionale se bazează pe scanarea laser (oferă rezultate mai precise).

    skenovanie L

    Scanarea cu laser nu depinde de iluminatul extern și poate funcționa la zeci de kilometri distanță în anumite condiții. Este folosit în așa-numitul LIDAR-uri, radare optice folosite pentru detectarea clădirilor, terenului sau fundului mării.